Достигнут крупный успех в понимании турбулентности

Модератор: mike@in-russia

J.F.

Достигнут крупный успех в понимании турбулентности

Номер сообщения:#1   J.F. »

Достигнут крупный успех в понимании того, как начинается турбулентность
http://elementy.ru/news/430427
Численное моделирование впервые с хорошей точностью воспроизвело все детали перехода к турбулентности. Благодаря этому успеху получает поддержку новый взгляд на турбулентность.
Получение в этой области гидродинамики результатов, которые описывают реальность с высокой степенью точности, является по-настоящему значительным достижением. Авторы и сами без лишней скромности говорят о своей работе как о ?редком триумфе в этой знаменитой классической задаче?.
Тем не менее оптимизм авторов не очень обоснован.

ВиРа
Сообщения: 149
Зарегистрирован: Вс фев 19, 2006 20:26
Откуда: СПб-Хайфа

Re: Достигнут крупный успех в понимании турбулентности

Номер сообщения:#2   ВиРа »

J.F. писал(а): ...
Тем не менее оптимизм авторов не очень обоснован.
100% - не обоснован, если ... опять без СФ - энтропии ~ функции распределения
(жаль, что в интересной информации - ничего о сути ... аннотационно).
"Заблуждения - ступени науки" [Прудон]

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34603
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#3   morozov »

"Авторы этой статьи выполнили численное моделирование уравнений гидродинамики в длинной трубе круглого сечения и проследили их эволюцию в течение достаточно большого времени. Стоит подчеркнуть, что проводилось полное трехмерное, а не упрощенное двумерное моделирование ? это важно, поскольку свойства турбулентности в двумерном и трехмерном случае очень различаются."

оно конечно успех... только в моделировании. итрересен срок за который проден путь от робкого двумерного к настоящему трехмерному.... вроде книжка Биркгофа вышла где-то в 60-х.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

J.F.

Номер сообщения:#4   J.F. »

morozov писал(а): оно конечно успех... только в моделировании. итрересен срок за который проден путь от робкого двумерного к настоящему трехмерному.... вроде книжка Биркгофа вышла где-то в 60-х.
В оценке результатов расчета, имеются ошибки принципиального характера. Есть строгие теоремы, которые утверждают, что любая, даже сколь угодно мелкая сетка, дает не чистый Навье-Стокс, а Навье-Стокс с некоторой аддитивной шумовой добавкой. В эксперименте шумы в виде тепловых флуктуаций или еще чего нибудь, всегда имеются. Вот и совпало... Чтоб не быть голословным,
позже я дам соответствующие ссылки на научные публикации и результаты компьютерного моделирования, подтверждающие эту точку зрения. Попутно отмечу, что лет 15 назад, в ЦАГИ был создан
очень мощный метод численно-аналитического интегрирования уравнений Навье-Стокса с аддитивными шумами. Этот метод позволил
очень далеко продвинуться в понимании природы развитой турбулентности. Этот метод также применялся для исследования систем
с т.н. медленной турбулентностью. Этот метод показал, что теория
перехода к хаосу предложенная Трибельским М.И. совместно с Toral и основанная на обычных численных экспериментах глубоко ошибочная http://www.ufn.ru/archive/russian/abstr ... t1533.html
Коротковолновая неустойчивость и переход к хаосу в распределенных системах с дополнительной симметрией (Обзоры актуальных проблем)
Трибельский М.И.
Graduate School of Mathematical Sciences University of Tokyo
3-8-1 Komaba, Mediro-ku Tokyo 153, Japan
Представлен обзор теории образования структур в распределенных диссипативных системах вдали от равновесия. Особое внимание уделяется системам с дополнительными (по сравнению с пространственным переносом и вращением) непрерывными группами симметрии. Показано, что дополнительная симметрия вызывает существенную дестабилизацию основного состояния, приводящую к непосредственному переходу от пространственно-однородного состояния к турбулентному, что аналогично фазовому переходу второго рода в квазиравновесных системах. Теоретическое рассмотрение сопровождается обсуждением результатов эксперимента.
New Scenario for Transition to Turbulence?

Michael I. Tribelsky and Kazuhiro Tsuboi
Institute for Mathematical Sciences, KAO Corporation, 2-1-3 Bunka, Sumida-ku, Tokyo 131, Japan
Received 12 December 1995
http://prola.aps.org/abstract/PRL/v76/i10/p1631_1

Numerical study of the one-dimensional nonlinear partial differential equation, equivalent to that proposed [Recent Advances in Engineering Science (Springer-Verlag, Berlin, 1989)] to describe longitudinal seismic waves, is presented. The equation has a threshold of short-wave instability and symmetry, providing slow long-wave dynamics. It is shown that the threshold of the short-wave instability corresponds to a point of ?continuous? (second order) transition from a spatially uniform state to a chaotic regime. Thus, contrary to the conventional scenarios, turbulence arises from the spatially uniform state as a result of one and the only one supercritical bifurcation.
Extensive chaos in the Nikolaevskii model
http://www.imedea.uib.es/raul/publicati ... xtgt00.pdf
Hao-wen Xi1, Raúl Toral 2, J. D. Gunton2,3, and Michael I. Tribelsky4*
1Department of Physics and Astronomy, Bowling Green State University, Bowling Green, Ohio 43403
2Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA), CSIC-UIB, E-07071 Palma de Mallorca, Spain
3Department of Physics, Lehigh University, Bethlehem, Pennsylvania 18015
4Department of Applied Physics, Faculty of Engineering, Fukui University, Bunkyo 3-9-1, Fukui 910-8507, Japan
Received 6 October 1999
http://prola.aps.org/abstract/PRE/v62/i1/pR17_1
We carry out a systematic study of a different type of chaos at onset (?soft-mode turbulence?) based on numerical integration of the simplest one-dimensional model. The chaos is characterized by a smooth interplay of different spatial scales, with defect generation being unimportant. The Lyapunov exponents are calculated for several system sizes for fixed values of the control parameter ε. The Lyapunov dimension and the Kolmogorov-Sinai entropy are calculated and both shown to exhibit extensive and microextensive scaling. The distribution functional is shown to satisfy Gaussian statistics at small wave numbers and small frequency.

Raul Toral:Publications in journals
http://www.imedea.uib.es/~raul/publications.html

igorb4
Сообщения: 90
Зарегистрирован: Сб фев 02, 2008 13:39
Откуда: Санкт-Петербург

Номер сообщения:#5   igorb4 »

Достигнут крупный успех в понимании того, как начинается турбулентность
Интересен комментарий к статье:
Но в нашей стране рождается принципиально новое понимание этого явления. Есть уже первые публикации и будут новые.
Что бы это могло значить? Какое "новое понимание" имеется ввиду?

J.F.

Номер сообщения:#6   J.F. »

Где там в предисловии такое написано :?:

igorb4
Сообщения: 90
Зарегистрирован: Сб фев 02, 2008 13:39
Откуда: Санкт-Петербург

Номер сообщения:#7   igorb4 »

J.F. писал(а):Где там в предисловии такое написано :?:
В комментарии к статье: http://elementy.ru/news?discuss=430427

J.F.

Номер сообщения:#8   J.F. »

Теперь понял. Ну мали кто чего напишет в коментариях. То что численный расчет, такого сложного процесса, очень точно совпал у авторов с экспериментом, так это действительно впервые. Ну то что у нас могут многое посчитать, то что не смогли они, это тоже верно. Что конкретно имееел в виду автор комментария сказать нельзя. :roll:

igorb4
Сообщения: 90
Зарегистрирован: Сб фев 02, 2008 13:39
Откуда: Санкт-Петербург

Номер сообщения:#9   igorb4 »

J.F. писал(а):Что конкретно имееел в виду автор комментария сказать нельзя. :roll:
Жаль. Требуется считать поведение плазмы в крутых токамаках. Вариантов много - вдруг что-то новое?

J.F.

Номер сообщения:#10   J.F. »

Такими расчетами, занимаются только крупные организации. Такие организации имеют в своем распоряжении соответствующих специалистов, которые и решают как и каким методом считать.
Разумеется существуют различные эффективные методы расчета МГД
процессов, но эти методы являются собственностью организаций и в открытую печать, как правило не попадают, кроме кратких сообщений на соответствующих международных совещаниях и симпозиумах
http://eprints.math.sci.hokudai.ac.jp/a ... ech109.pdf

Изображение

igorb4
Сообщения: 90
Зарегистрирован: Сб фев 02, 2008 13:39
Откуда: Санкт-Петербург

Номер сообщения:#11   igorb4 »

Нашёл здесь: http://ntpo.com/physics/studies/53.shtml
Очень знаменательно, что наши соотечественники сотрудники ЦАГИ, С. К. Бетяев и А. М. Гайфулин, математически описали, на основе уравнений Навье-Стокса стационарный спиральный вихрь, вследствие этого наша отечественная наука имеет современное математическое представление об эволюции спирального вихря в идеальном газе (материалы ЦАГИ-2001 г.)
Возможно ли найти упоминаемое "математическое описание спирального вихря в идеальном газе"?

Здесь http://eqworld.ipmnet.ru/ru/solutions/interesting.htm нашёл:
Аристов С. Н. Стационарный цилиндрический вихрь в вязкой жидкости, Доклады АН, т. 377, ? 4, с. 477?480, 2001.
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/solutions/i ... ov2001.pdf
Аристов С. Н., Полянин А. Д. Новые классы точных решений уравнений Эйлера, Доклады АН, т. 419, ? 3, 2004.
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/solutions/i ... ov2008.pdf

Аватара пользователя
_serge
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Вс июл 06, 2008 10:32
Откуда: Из прошлого

Номер сообщения:#12   _serge »

Получение в этой области гидродинамики результатов, которые описывают реальность с высокой степенью точности, является по-настоящему значительным достижением. Авторы и сами без лишней скромности говорят о своей работе как о ?редком триумфе в этой знаменитой классической задаче?.
Авторы как минимум лет на 6 опоздали, поскольку уже есть работа Никитин Н. В.Численное исследование ламинарно-турбулентного перехода в круглой трубе под действием периодических входных возмущений // Изв. РАН. МЖГ. 2001. ? 2. С. 42-55.
итересен срок за который пройден путь от робкого двумерного к настоящему трехмерному.... вроде книжка Биркгофа вышла где-то в 60-х.
А первые работы по численному моделированию турбулентности начали появляться с 1973г.
Рождественский Б. Л.О применимости разностных методов решения уравнений Навье-Стокса при больших числах Рейнольдса. Докл. АН СССР, 1973, т. 211, ?2, с. 308-311.
Авторы этой статьи выполнили численное моделирование уравнений гидродинамики
Стоит отметить, что используемые разностные схемы весьма необычны. Используются не разностные, а спектрально-разностные методы.
Обычные конечные разности (в основе разложения в ряды Тейлора) устроены так, что любые малые возмущения, в т.ч. обусловленные погрешностями округления - подавляются. Спектрально-разностные основаны на рядах Фурье (быстрые преобразования). А, как известно, что заложишь, то и получишь. Да и в статье идет речь только о качественном согласии.
100% - не обоснован, если ... опять без СФ - энтропии ~ функции распределения
Тут есть вопрос. Являются ли турбулентные течения равновесными и насколько?

J.F.

Номер сообщения:#13   J.F. »

Статей с такими названиями много. :wink: Если бы результаты Никитина представляли принципиальный интерес, то они были бы широко известны.

Аватара пользователя
_serge
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Вс июл 06, 2008 10:32
Откуда: Из прошлого

Номер сообщения:#14   _serge »

Много не только статей. Есть весьма престижные институты, занимающиеся этой проблемой.
Направление получило название DNS (direct numerical simulation).
Но прежде, чем погрузиться в него нужно ответить на поставленный мной вопрос.
Может оказаться и так, что ищут не там, где есть, а там, где светло.

Аватара пользователя
_serge
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Вс июл 06, 2008 10:32
Откуда: Из прошлого

Номер сообщения:#15   _serge »

Есть еще богатый экспериментальный материал наших соотечественников.
Как они сохранили лабораторию в наше время?
Снимаю шляпу.
Вот это крупный успех!

Ответить

Вернуться в «Теоретическая физика / Theoretical Physics»