Open AccessLagrangian coherent vortex structures and their numerical visualization
Author(s) -
К. Н. Волков,
В. Н. Емельянов,
И.Е. Капранов,
I. V. Teterina
Publication year - 2018
Publication title -
vyčislitelʹnye metody i programmirovanie
Language(s) - English
Resource type - Journals
eISSN - 1726-3522
pISSN - 0507-5386
DOI - 10.26089/nummet.v19r328
Subject(s) - vortex , lagrangian , visualization , lyapunov exponent , representation (politics) , flow (mathematics) , flow visualization , lagrangian coherent structures , fluid dynamics , classical mechanics , computer science , mathematics , mechanics , physics , chaotic , artificial intelligence , politics , political science , law
Рассматриваются вопросы, связанные с реализацией и физико-математическим сопровождением вычислительных экспериментов по исследованию течений жидкости и газа, содержащих лагранжевые когерентные вихревые структуры. Обсуждаются методы и инструменты, предназначенные для визуализации вихревых течений, возникающих в различных практических приложениях. Приводятся примеры визуального представления решений ряда задач вихревой газовой динамики, полученных при помощи лагранжевых подходов к описанию течений жидкости и газа. Помимо традиционных подходов к визуализации вихревых течений, основанных на построениилиний уровня различных характеристик потока, применяются фазовые траектории лагранжевых частиц, сечения Пуанкаре и метод локальных показателей Ляпунова. Some issues related to the implementation and physico-mathematical support of computational experiments on the study of fluid and gas flows containing Lagrangian coherent vortex structures are considered. Methods and tools designed to visualize the vortex flows arising in various practical applications are discussed. Examples of visual representation of solutions to gas dynamics problems computed with Lagrangian approaches to the description of fluid and gas flows are given. In addition to the traditional approaches to the visualization of vortex flows based on the construction of contour curves of variousflow quantities, the phase trajectories of Lagrangian particles, the Poincare sections, and the local Lyapunov exponent method are applied.