Устойчивость плоскопараллельных течений
Название спецкурса на английском языке
Stability of plane-parallel flows
Пререквизиты
Отсутствуют
Целевая аудитория
3-6 курс, магистранты
аспиранты
Подразделение
[Кафедра гидромеханики]
Семестр
Осень
Тип спецкурса
Спецкурс по выбору студента
Учебный год
2026/27
Список тем
Ламинарные и турбулентные течения. Точные и приближённые решения уравнений Навье-Стокса (течения Пуазейля, Куэтта, пограничный слой Блазиуса, след за телом, слой смешения).
Возмущения течений жидкости. Вывод уравнений Орра-Зоммерфельда и Рэлея. Теорема Сквайера.
Невязкая теория устойчивости. Необходимые условия неустойчивости: теорема Рэлея (о точке перегиба) и Фьёртофта.
Контрпример достаточности условий Рэлея и Фьёртофта. Теорема Ховарда о полукруге.
Регулярное и сингулярное решение уравнения Рэлея; критическая точка.
Точные решения уравнения Рэлея для некоторых профилей скорости (тангенциальный разрыв, слой смешения, течения Куэтта, треугольная струя). Решение задачи с начальными условиями.
Решение задачи с начальными условиями (продолжение). Непрерывный и дискретный спектр. Достаточность исследования собственных мод для изучения устойчивости.
Вязкая теория устойчивости. Собственные значения уравнения Орра-Зоммерфельда при малых R. Достаточные условия устойчивости.
Собственные значения при больших R. Локальная асимптотика решений вне окрестности точки поворота (ВКБ-решения).
Собственные значения при больших R (продолжение). Асимптотика решений в окрестности точки поворота. Функция Эри и её свойства. Линии Стокса. Правило обхода критической точки. Трёх- и пятипалубная асимптотическая структура решения. Построение нейтральной кривой.
Результаты расчётов спектра для некоторых течений (течение Пуазейля, пограничный слой Блазиуса). Сравнение вязкой и невязкой теорий. Сравнение с экспериментами при малом уровне естественной турбулентности. Стадии перехода к турбулентности.
Возмущения течений жидкости. Вывод уравнений Орра-Зоммерфельда и Рэлея. Теорема Сквайера.
Невязкая теория устойчивости. Необходимые условия неустойчивости: теорема Рэлея (о точке перегиба) и Фьёртофта.
Контрпример достаточности условий Рэлея и Фьёртофта. Теорема Ховарда о полукруге.
Регулярное и сингулярное решение уравнения Рэлея; критическая точка.
Точные решения уравнения Рэлея для некоторых профилей скорости (тангенциальный разрыв, слой смешения, течения Куэтта, треугольная струя). Решение задачи с начальными условиями.
Решение задачи с начальными условиями (продолжение). Непрерывный и дискретный спектр. Достаточность исследования собственных мод для изучения устойчивости.
Вязкая теория устойчивости. Собственные значения уравнения Орра-Зоммерфельда при малых R. Достаточные условия устойчивости.
Собственные значения при больших R. Локальная асимптотика решений вне окрестности точки поворота (ВКБ-решения).
Собственные значения при больших R (продолжение). Асимптотика решений в окрестности точки поворота. Функция Эри и её свойства. Линии Стокса. Правило обхода критической точки. Трёх- и пятипалубная асимптотическая структура решения. Построение нейтральной кривой.
Результаты расчётов спектра для некоторых течений (течение Пуазейля, пограничный слой Блазиуса). Сравнение вязкой и невязкой теорий. Сравнение с экспериментами при малом уровне естественной турбулентности. Стадии перехода к турбулентности.
Список источников
Веденеев В.В. Математическая теория устойчивости плоскопараллельных течений и развитие турбулентности. Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2016, 152 с.
Дополнительная информация
Программа курса доступна на странице https://gidropraktikum.narod.ru/documents.htm
Контактная информация преподавателя https://vk.com/board163670179
День недели
по согласованию
Время
по согласованию
Аудитория
Ещё не назначена
Аудитория первого занятия
Ещё не назначена
Статус курса
Запись открыта
Форма записи на курс
Заполнение формы записи на курс доступно только студентам. Для записи на курс авторизуйтесь, пожалуйста, в студенческом аккаунте.