Numerical simulation of a Kármán vortex street in an unstably stratified flow
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2025-4-49-58Abstract
Numerical simulation of a Kármán vortex street formation behind a circular cylinder in an unstably stratified fluid was performed. The influence of thermal stratification on the vortex wake characteristics at different Reynolds and Richardson numbers is investigated. The system of Navier–Stokes equations in the Boussinesq approximation, which accounts for buoyancy effects in an unstably stratified medium, is considered. The numerical solution was obtained by the finite difference method using a splitting scheme for physical processes. It is shown that in the presence of unstable stratification, vortex formation intensifies and the geometric characteristics of the Kármán vortex street change compared to a homogeneous fluid. It has been found that convective instability, caused by the density distribution, leads to the emergence of secondary structures in the vortex wake. It is shown that with an increase in the Richardson number, a qualitative restructuring of the flow occurs: from a regular Kármán vortex street to a complex chaotic regime with multiscale vortex structures.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Bulletin of Perm University. Physics

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.