Динамика микро и макрообъёмов сброшенной с самолёта жидкости

• Автор: Кудров, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ДИНАМИКА МИКРООБЪМОВ ЖИДКОСТИ

1.1 Аналитическое описание вихря.

1.1.1 Вихрь ПрандтляЛэмба в описании вихря самолта

1.1.2 Пара вихрей над ровной поверхностью.

1.1.3 Пара вихрей над сложным рельефом

1.2 Электрическое поле земли над сложным рельефом

1.3 Динамика отдельной капли.

1.3.1 Давление насыщенных паров у поверхности капли.

1.3.2 Траектория незаряженной капли.

1.3.3 Траектория заряженной капли.

1.4 Кинетика группы капель.
1.4.1 Расчты для группы капель.
1.5 Диагностика двухфазного потока.
1.5.1 Рассеяние света шаровой незаряженной частицей.
1.5.2 Рассеяние света шаровой заряженной частицей.
1.5.3 Алгоритм расчта параметров рассеяния.
1.6 ДИАГРАММА РАССЕЯНИЯ ВИХРЕВОГО АЭРОЗОЛЬНОГО СЛЕДА.
ГЛАВА 2. ДИНАМИКА МАКРООБЪМА ЖИДКОСТИ.
2.1 МОДЕЛЬ СМЕШЕНИЯ
2.2 ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПА ДЕФОРМАЦИЮ И ДРОБЛЕНИЕ МАКРООБЪМА ЖИДКОСТИ.
2.3 ДВИЖЕНИЕ ОБЛАКА КАПЕЛЬ.
2.4 КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕДНЕЙ КРОМКИ ЖИДКОСТИ.
2.5 ОБРАЗОВАНИЕ ВОЛН НА ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ.
2.6 Время дробления
2.7 Турбулентная вязкость в следе жидкого тела.
ГЛАВА 3. ПОЛУ ЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ МАКРООБЪМА ЖИДКОСТИ.
3.1 Быстрая модель
3.2 Оценки каскадного распада массы жидкости
3.3 Результаты расчтов с помощью быстрой модели
ЛИТЕРАТУРА


Пространственная неоднородность возникает из-за испарения (на границе области, в которую были вброшены капли, испарение более интенсивное и капли быстрее уменьшаются в размерах). В работе используется свет видимого диапазона. Для решения ряда задач вбрасываемые в вихревой след капли необходимо заряжать. На поведение заряженных капель влияет электрическое иоле Земли, которое, в свою очередь, зависит от рельефа местности. Созданная модель учитывает влияние рельефа на напряженность электрического поля Земли с помощью конформного отображения. Известно, что напряжённость электрического поля Земли увеличивается на два порядка незадолго (за сутки) до землетрясения []. Рассмотрена динамика заряженных капель в условиях повышенной напряжённости электрического поля. Показано, что поведение заряженного следа в таких условиях отличается от обычного поведения. Таким образом, вброс заряженных капель в вихревой след может быть использован для предсказания землетрясений. Особенно актуален такой подход для труднодоступных горных районов. Последние землетрясения (Гаити, Чили, ) доказывают, что проблема предсказания землетрясений остаётся актуальной. Диагностику поведения заряженного следа предлагается проводить с помощью рассеяния падающего излучения объёмом капель. Изучение динамики макрообъёмов жидкости в набегающем потоке необходимо, например, в задаче пожаротушения для оптимизации сброса жидкости. Публикации, посвящённые оптимизации систем пожаротушения (например, [, ]), свидетельствуют об актуальности данной проблемы. Лесные пожары относятся к наиболее распространённым природным экологическим катастрофам, приводящим к выгоранию больших лесных массивов и загрязнению атмосферы частицами сажи. Как показывают частые крупномасштабные пожары (Россия, Австралия, Греция) и данные Центра глобального мониторинга, количество пожаров ежегодно растёт []. Повышение эффективности борьбы с лесными пожарами является крайне актуальной задачей. Канаде был обнаружен в Греции, а продукты сибирских лесных пожаров - в Северной и Центральной Америках []. Таким образом, лесные пожары являются проблемой не только той страны, в которой они происходят. Наиболее эффективным средством борьбы с пожарами является пожаротушение с использованием авиации. Своевременное использование воздушной техники позволяет вовремя локализовать и потушить пожар. Особенно актуален такой подход для России, т. Одного сброса воды иногда хватает для полного тушения начинающегося пожара. Локализация крупного лесного * пожара с использованием авиатанкеров осуществляется путем создания перед фронтом огня полосы орошения. Для того чтобы пожаротушение было эффективным, необходимо увеличивать длину орошения при выполнении требований для ширины и плотности покрытия. Иногда же, наоборот, требуется сбросить объем воды без распыления, например при торфяных пожарах. Решить указанные проблемы с помощью изменения высоты полёта во время сброса воды не всегда возможно, т. Для выбора оптимального режима сброса жидкости с самолёта необходимо создание модели, рассчитывающей поверхностное распределение выпавшей жидкости по заданным входным параметрам, таким как скорость полёта и бокового ветра, высота полёта и др. Исследование эволюции массы жидкости, сброшенной с самолёта, предполагает решение трёхмерной нестационарной задачи гидродинамики для объёма заранее неизвестной формы и связности (при учёте его фрагментации, поверхностных волн, срыва капель. Решение такой задачи занимает несколько дней даже для современных компьютеров. Для оптимизации сброса жидкости требуется модель, работающая в режиме реального времени. Такая модель должна быть построена на основе обобщения результатов более точных и полных исследований. Для удобства будем называть такую модель «быстрой» моделью. Экспериментальное изучение [] процессов деформации и дробления жидкости затрудняется из-за образования облака брызг, которое ухудшает видимость (рис. Поэтому при изучении процессов, происходящих в макрообъёме жидкости, необходимы теоретические исследования. Рис. Flow Vision рассчитывается сброс воды с самолёта Бе-0.