Математическое и лабораторное моделирование термического бара при различных гидрометеорологических условиях

• Автор: Соловьев, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

1.1 Сезонная термическая структура пресноводных водоемов умеренных широт.
1.2 Гидродинамика и термодинамика термического бара в глубоких озерах.
1.3 Антропогенная нагрузка на водные ресурсы в период существования термического бара на примере бассейна СевероЗападного региона РФ.
1.4 Натурные, теоретические и лабораторные исследования термического бара.
1.5 Выводы и краткое изложение основных результатов Главы 1
Глава 2. Физико математическая постановка задачи построения модели
термического бара в изменяющихся метеоусловиях
2.1 Роль когерентных структур в турбулентных термически стратифицированных потоках.
2.2 Система уравнений для математической модели весеннего термического бара с учетом вращения
2.3 Постановка граничных и начальных условий модели
весеннего термического бара с учетом вращения
2.4 Особенности численного метода решения системы уравнений модели весеннего термического бара с учетом вращения.
2.5 Выводы и краткое изложение основных результатов Главы 2
Глава 3. Результаты математического моделирования термического бара.
3.1 Выбор моделируемого водоема
3.2 Термика и динамика развития термического бара
с включенным эффектом Кориолиса
3.3 Сравнительные оценки действия силы Кориолиса на характеристики термического бара.
3.4 Развитие термического бара при задании
суточного хода потока тепла солнечной радиации
3.5 Ветровое воздействие на термогидродинамические процессы при развитии термобара.
3.6 Оценка устойчивости термического бара к
ветровому воздействию.
3.7 Роль тепло влагообмена водоема с атмосферой в эволюции термического бара.
3.8 Выводы и краткое изложение основных результатов Главы 3.
Глава 4. Лабораторная модель термического бара
4.1 Постановка задачи и описание лабораторной установки.
4.2 Динамика развития термического бара
в лабораторном бассейне.
4.3 Динамика развития термического бара в лабораторном бассейне
при ветровой циркуляции водных масс.
4.4 Выводы и краткое изложение основных результатов Главы 4.
Заключение
Список литературы


Неравномерный в течение суток тепловой солнечный нагрев совместно с ветром приводят к образованию суточного термоклина, который в ночное время соединяется с сезонным. При этом поступающее от солнца тепло аккумулируется в верхнем квазиоднородном слое, повышая его температуру Бояринов П. М., Петров М. П., . Осенью с ослаблением солнечного нагрева начинают преобладать потери тепла, обусловленные испарением, эффективным излучением и контактным теплообменом. Озеро начинает охлаждаться с поверхности, и здесь формируются более холодные и плотные воды, которые переносятся вниз конвекцией на весь квазиоднородный слой, что, в конечном счете, приводит к появлению осеннего термического фронта бара. С понижением температуры в верхнем слое термобар продолжает заглубляться. Со временем температура выравнивается по всей глубине озера. Дальнейшие потери тепла приводят к уменьшению толщины перемешанного слоя и к охлаждению воды в поверхностных слоях до 0С с образованием льда. В конце зимы, проникающая через лед солнечная радиация, приводит к нагреву верхних слоев воды и развитию свободноконвективных движений. К моменту разрушения льда конвекция распространяется почти до дна. Повышение температуры воды в охваченном ею слое идет в гомотермическом режиме. Нагревание воды резко усиливается после исчезновения льда. Конвективное перемешивание продолжается до нагревания всей толщи воды до температуры наибольшей плотности 4С. Затем годовой цикл начинается снова. Типичный годовой термический цикл представлен на рис. Изменение температуры в течение года, построено на основе осреднения данных измерений вертикальных температурных профилей i , Е.