涡旋破裂的数值模拟

本文通过对非定常轴对称流动的完全的N-S方程组的数值积分考察了浸没在均匀流中的孤立的轴对称涡旋的破裂。结果表明:当旋涡强度较弱时,旋涡是稳定的,解将渐近一定常流动,准圆柱形近似是对这种流动的极好的近似;当旋涡强度足够大时,解将是非定常的,存轴线附近将形成一个回流区,其形状和内部结构与Faler andLeibovich(1978)所观测到的内部为多包结构的破裂包十分相像。在适当的流动参数的组合下,流动将在若干时间以后呈现准周期性。用准圆柱形近似所作的平行的计算表明:就预测旋涡的破裂而言,两种方法的结果相当吻合。它们一致表明:至少在本计算所及的较低的雷诺数范围内,涡旋的破裂与雷诺数关系不大,且与上游流动的临界分类无关。