Математическое моделирование динамики вихревых структур

Математическое моделирование динамики вихревых структур

Автор: Складчиков, Сергей Андреевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2012

Место защиты: Москва

Количество страниц: 120 с. ил.

Артикул: 5521143

Автор: Складчиков, Сергей Андреевич

Стоимость: 250 руб.

Математическое моделирование динамики вихревых структур  Математическое моделирование динамики вихревых структур 

Введение. Постановка задачи. Обзор работы. Обзор экспериментов. Экспериментальные результаты. Математическое моделирование процесса образования ТВ. Анализ результатов. Глава 2 Исследование самоподержания и усиления тороидального вихря за счет тепловыделения. Постановка задачи. Анализ результатов. Глава 3 Исследование образования и взаимодействия вихрей на поверхности сферического объекта. Математическая модель. Заключение. Список использованной литературы. Анализ наблюдения атмосферных вихрей тропических циклонов и пр. ТВ в воздухе и воде, плазменных ТВ в воздухе показывает, что общей закономерностью для указанных вихрей является установление в них радиального распределения вращательной скорости, состоящего из центрального твердотельного ядра вращения и вязкого внешнего слоя. Именно вихри с таким распределением обладают большей устойчивостью. Образование твердотельного ядра вращения связано с взаимодействием внутренних спиральных структур с окружающей средой. Тороидальный вихрь образуется из спиральной струи тороидальной формы, возникающей при истечении порции жидкости плазмы, воды, газа в окружающую среду.


На сегодняшний день не существует единого мнения о роли тепла конденсации в развитии малых атмосферных ИКВ, однако существуют работы, где утверждается, что эта роль может быть определяющей. Несмотря на имеющиеся различия между разными типами атмосферных ИКВ, в их структуре и условиях возникновения наблюдается ряд общих закономерностей. Рассмотрим сначала результаты исследования ИКВ малой горизонтальной протяженности. Для изучения таких вихрей большое развитие получило лабораторное моделирование. Из вышеизложенного следует, что для создания модельных ИКВ необходимо воспроизвести два момента создать фоновую завихренность и какимто образом ее сконцентрировать. Наиболее распространенными типами установок, позволяющих создать фоновую завихренность, являются вращающиеся сосуды, вихревые генераторы и вихревые камеры. В опытах с вращающимися сосудами рабочей жидкостью обычно служила вода, фоновая завихренность возникала вследствие вращения цилиндра. Для создания подъемной силы использовались различные методы насосы или пропускание вдоль оси вращения жидкости, отличающейся по плотности. В вихревых генераторах источник фоновой завихренности находился в верхней части установок. Если в моделях использовалась вода, то циркуляция создавалась с помощью вращающегося диска, который располагался в верхней части неподвижного сосуда. Для создания подъемной силы использовался либо нагрев жидкости, либо небольшой пропеллер, который помещался на оси сосуда. Эксперименты такого типа выполнялись большей частью на воздушных моделях, в которых генератором завихренности служила вертушка, окруженная цилиндрическим кожухом и располагавшаяся в верхней части установки. Она же служила и источником подъемной силы, благодаря созданию в центре установки пониженного давления. Необходимой особенностью вихревых генераторов является наличие боковых стенок, что заставляет циркулирующую жидкость опускаться вниз и взаимодействовать с подстилающей поверхностью. В результате в установке возникает тонкий вертикальный вихрь. Для воздушных вихревых генераторов роль боковых направляющих выполняет цилиндрический кожух, окружающий вертушку. Ранние работы по лабораторному моделированию атмосферных вихрей носили чисто качественный характер. Однако уже они показали, что характер потока определяется в основном соотношением двух главных параметров циркуляции, характеризующей фоновую завихренность, и стока или объемного расхода жидкости, которое определяется подъемной силой. Россби, а в более поздних различные параметры закрутки. Более детальное изучение природных концентрированных вихрей и вопроса подобия физических моделей и их атмосферных аналогов требовало увеличения количественных исследований. Наибольшие успехи достигнуты в экспериментах с вихревыми камерами, в которых циркуляция создавалась либо с помощью вращающегося по периферии установки цилиндрического сетчатого экрана, либо посредством тангенциальных щелей тангенциальных окон. Подъемная сила обеспечивалась или с помощью отсоса жидкости на верхней или на нижней границе установки, или путем нагрева дна установки. Наиболее интересные модели были предложены в работах и i . Обе эти установки относятся к разряду вихревых камер и различаются методом создания подъемной силы механическим установка и конвективным установка i. В работе сделан вывод, что установка обеспечивает в значительной степени подобие при моделировании системы торнадоподобного циклона, позволяя воспроизвести многие черты этого явления и, в частности, появление нескольких вихрей. В исследовании i качественно прослежена зависимость структуры конвективного вихревого потока от угла поворота тангенциальных окон а, температуры подстилающей поверхности в центре вихря Т0 и температуры окружающей среды Т. Первые подробные измерения динамической структуры в модельных концентрированных вихрях появились в экспериментах с вихревыми камерами, и здесь следует отметить работы ,. В этих работах было получено распределение давления и трех составляющих поля скорости в различных районах ИКВ, в том числе и в пограничном слое.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.503, запросов: 244