Математическая модель кристаллизации переохлажденных капель водных растворов

• Автор: Платонова, Анастасия Сергеевна
• Шифр специальности: 25.00.30
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

1 Результаты исследований процесса гомогенной

кристаллизации.

1.1 Экспериментальные исследования процесса гомогенной

кристаллизации капель

1.2 Обзор математических моделей процесса гомогенной кристаллизации капель

1.2.1 Классическая теория гомогенной кристаллизации.

1.2.2 Макроскопическая теория кристаллизации

Кабанова

1.2.3 Параметризация кристаллизации водных растворов

Т. Купа

2 Результаты исследований процесса гетерогенной кристаллизации капель

2.1 Содержание и свойства аэрозолей в атмосфере
2.2 Экспериментальные исследования процесса гетерогенной
кристаллизации капель
2.2.1 Аппаратура проведения лабораторных экспериментов
2.2.2 Лабораторные исследования депозиционного и конденсационного образования ледяных ядер
2.2.3 Лабораторные исследования контактного и иммерсионного
образования ледяных ядер.
2.3 Обзор математических моделей процесса гетерогенной
кристаллизации водных растворов
2.3.1 Классическая теория образования ледяных ядер
2.3.2 Модель образования ледяных ядер на гигроскопических
смешанных ядрах конденсации.
2.3.3 Эмпирическая модель определения температуры гетерогенной
кристаллизации растворов
3 Математическая модель кристаллизации переохлажденных
капель
3.1 Численное моделирование кристаллизации облаков.
3.1.1 Моделирование кристаллизации перистых облаков
3.1.2 Моделирование кристаллизации высококучевых облаков
3.2 Численная модель гомогенного образования ледяных ядер в
переохлажденных каплях водных растворов.
3.3 Численная модель гетерогенного образования ледяных ядер в
переохлажденных каплях водных растворов
3.3.1 Зависимость типа ледяного ядра от температуры
4 Результаты моделирования кристаллизации капель водных
растворов.
4.1 Сопоставление результатов моделирования скорости гомогенного образования ледяных ядер с параметризацией
Т. Купа.
4.2 Моделирование температуры гомогенной кристаллизации
капель водных растворов.
4.3 Моделирование температуры гетерогенной кристаллизации
капель водных растворов
Заключение.
Список использованных источников


Основываясь на термодинамических моделях и анализе экспериментальных данных некоторые исследователи iv, , а , , высказали предположение, что гомогенное замерзание капель раствора с большей вероятностью начинается на поверхности переохлажденной капли, чем внутри ее объема. Авторы обнаружили доказательство того, что процесс кристаллизации в небольшом слое на поверхности капли мог бы быть определяющим при атмосферных условиях. Однако эти доказательства противоречивы. С одной стороны, более высокая температура кристаллизации и более высокая скорость кристаллизации наблюдается для капель с ядрами, которые образуются вблизи поверхности, по сравнению с каплями, где ледяные ядра локализуются в объеме , . С другой стороны, недавние лабораторные измерения показали, что гомогенная кристаллизация пропорциональна объему капли, и с поверхностной кристаллизацией необходимо считаться, когда капли имеют радиус менее 1 мкм , . В. Хааг , исследовал гомогенное замерзание переохлажденных аэрозолей 2 в аэрозольной камере и анализировал данные с помощью микрофизической модели, с использованием параметризации скорости кристаллизации в соответствии с моделью Т. Купа Коор, . Хорошее согласование между результатами измерений и моделирования показало, что параметризация, основанная на использовании значений активности раствора, предложенная авторами Коор, может использоваться для моделирования формирования перистых облаков и процессов, происходящих в них. Д. Дуфт и Т. Лейснер , провели исследование по замерзанию большого количества отдельных капель внутри электродинамического левитатора, который поддерживает низкую температуру в течение всего эксперимента. В эксперименте исследовались два класса капель 1 мкм и 2 0. Каждая капля имела удельный заряд около 4 Ккг.