tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2019-5-108-114tumnig-779Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMРасчет скоростей течений газа в концентрированных огненных вихряхCalculation of gas flow rates in concentrated fire vorticesОбуховА. Г.ObukhovA. G.

Обухов Александр Геннадьевич, директор физико-математических наук, профессор кафедры бизнесинформатики и математики

Тюмень

Alexander G. Obukhov, Doctor of Physics and Mathematics, Professor at the Department of Business Informatics and Mathematics

Tyumen

obuhovag@tyuiu.ruМаксимовЛ. И.MaksimovL. I.

Максимов Лев Игоревич, младший научный сотрудник Центра перспективных исследований и инновационных разработок

Тюмень

Lev I. Maksimov, Junior Researcher at the Center for Advanced Research and Innovation

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation20191611201905108114Copyright © Обухов А.Г., Максимов Л.И., 20192019Обухов А.Г., Максимов Л.И.Obukhov A.G., Maksimov L.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/779

Представлены результаты численного моделирования генерации свободных огненных вихрей в лабораторных условиях без использования специальных закручивающих устройств. Принципиальная возможность физического моделирования возникновения концентрированных огненных вихрей описана в серии экспериментальных работ, проведенных под руководством члена-корреспондента РАН А. Ю. Вараксина.  В модели сжимаемой сплошной среды для полной системы уравнений Навье — Стокса предложена начальнокраевая задача, описывающая сложные трехмерные нестационарные течения вязкого сжимаемого теплопроводного газа в восходящих закрученных тепловых потоках. С помощью явных разностных схем и предложенных начальнокраевых условий построены приближенные решения полной системы уравнений Навье — Стокса и численно определены скоростные характеристики трехмерных нестационарных течений газа, инициируемых локальным нагревом подстилающей поверхности 19 источниками тепла.  

The article presents the results of numerical simulation of the generation of free fire vortices in the laboratory without the use of special twisting devices. A. Yu. Varaksin, the corresponding member of the Russian Academy of Sciences, in his experimental studies has described the principal possibility of physical modeling of the occurrence of concentrated fire vortices.  In the model of a compressible continuous medium for the complete system of Navier — Stokes equations, an initial-boundary value problem has been proposed that describes complex three-dimensional unsteady flows of a viscous compressible heat-conducting gas in ascending swirling heat flows. We has constructed approximate solutions of the complete Navier — Stokes system of equations and has determined velocity characteristics of threedimensional unsteady gas flows initiated by local heating of the underlying surface by nineteen heat sources, using explicit difference schemes and the proposed initial-boundary conditions.  

трехмерные нестационарные течения газасистема нелинейных дифференциальных уравненийчисленные эксперименты и расчетыthreedimensional unsteady gas flowssystem of nonlinear differential equationsnumerical experiments and calculationsИсследования поддержаны Министерством образования и науки РФ (проект №1.4539.2017/8.9)ReferencesВараксин А. Ю., Ромаш М. Э., Копейцев В. Н. О возможной генерации огненных вихрей без использования принудительной закрутки // Доклады Академии наук. – 2014. – Т. 456, № 2. – С. 159–161. DOI: 10.7868/S0869565214140102Varaksin, A. Yu., Romash, M. E., & Kopeytsev, V. N. (2014). O vozmozhnoy generatsii ognennykh vikhrey bez ispol'zovaniya prinuditel'noy zakrutki. Doklady Akademii nauk, 456(2), pp. 159-161. (In Russian). DOI: 10.7868/S0869565214140102Баутин С. П. Представление решений системы уравнений Навье — Стокса в окрестности контактной характеристики // Прикладная математика и механика. – 1987. – Т. 51, Вып. 4. – С. 574–584.Bautin, S. P. (1987). Predstavlenie resheniy sistemy uravneniy Nav'e Stoksa v okrestnosti kontaktnoy kharakteristiki. Journal of Applied Mathematics and Mechanics, 51(4), pp. 574-584. (In Russian).Баутин С. П., Обухов А. Г. Математическое моделирование разрушительных атмосферных вихрей. – Новосибирск: Наука, 2012. – 152 с.Bautin, S. P., Obukhov, A. G. (2012). Matematicheskoe modelirovanie razrushitel'nykh atmosfernykh vikhrey. Novosibirsk, Nauka Publ., 152 p. (In Russian).Разрушительные атмосферные вихри: теоремы, расчеты, эксперименты / С. П. Баутин [и др.]. – Новосибирск: Наука; Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2013. – 215 с.Bautin, S. P., Krutova, I. Yu., Obukhov, A. G., & Bautin, K. V. (2013). Razrushitel'nye atmosfernye vikhri: teoremy, raschety, eksperimenty. Novosibirsk, Nauka Publ., Ekaterinburg, UrGUPS Publ., 215 p. (In Russian).Разрушительные атмосферные вихри и вращение Земли вокруг своей оси / С. П. Баутин [и др.]. – Екатеринбург: УрГУПС, 2017. – 336 с.Bautin, S. P., Deryabin, S. L., Krutova, I. Yu., & Obukhov, A. G. (2017). Razrushitel'nye atmosfernye vikhri i vrashchenie Zemli vokrug svoey osi. Ekaterinburg, UrGUPS Publ., 336 p. (In Russian).Баутин С. П., Обухов А. Г. Одно точное стационарное решение системы уравнений газовой динамики // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2013. – № 4. – С. 81–86.Bautin, S. P., Obukhov, A. G. (2013). A single exact stationary solution of the gas dynamics equations system. Oil and Gas Studies, (4), 81-86. (In Russian).Баутин С. П., Обухов А. Г. Об одном виде краевых условий при расчете трехмерных нестационарных течений сжимаемого вязкого теплопроводного газа // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2013. – № 5. – С. 55–64.Bautin, S. P., Obukhov, A. G. (2013). About one type of boundary conditions at calculation of 3D unsteady-state-flow of compressible viscous heat-conducting gas. Oil and Gas Studies, (5), pp. 55-64. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.