2017, Выпуск 2

Авторы

Щербаков С.И.

Организация

АО «ГНЦ РФ – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Щербаков С.И. – старший научный сотрудник, АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского». Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (910) 513-99-40; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..

Аннотация

Работа посвящена совершенствованию расчетных численных схем динамики векторных полей (механика текущей среды, электромагнитное поле). Цель – уменьшение затрат времени при решении нестационарных задач за счет применения больших временных шагов. Предлагается использовать дополнительное векторное поле, которое в совокупности с имеющимися мгновенными расчетными изменениями, обеспечивает выполнение условий несжимаемости сплошной среды – предотвращает появления ложных масс, зарядов, разрывов среды и физически соответствует быстрым перемещениям возмущений со скоростью света (звука), которые протекают (и успевают закончиться) внутри большого расчетного временного интервала. Система уравнений векторного поля дополняется уравнениями расчета вторичных возмущений. В этом отличие постановки задачи в дискретном и непрерывном времени. Эта схема расчета приводит к новым понятиям в анализе. Изменения векторного поля в каждой точке области разделяются на первичные и вторичные. Первичные изменения – это локальные изменения интенсивности источников и производные векторов по времени (из уравнений или заданные). Первичное изменение в одной точке сразу порождает вторичные (индуцированные) изменения во всей области. В каждой точке области, вторичные изменения от разных причин, складываются аддитивно. От первичных возмущений в малой области формируются специфические элементарные структуры – О, Ж, Ф поля. Эти структуры позволяют упростить анализ процессов, выявить обратные связи и, в перспективе, понять причины возникновения нестационарных явлений при течении жидкости. Учет индуцированных изменений векторного поля в численном расчете позволяет использовать большие шаги времени.

Ключевые слова
численное моделирование, уравнения Максвелла, уравнения Навье-Стокса, нестационарное векторное поле, дискретное время, большой временной шаг, индуцированные вторичные изменения, элементарные структуры поля

Полная версия статьи (PDF)

УДК 519.63

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2017, вып. 2, 2:10