Динамические процессы в атмосфере, вызванные сильными импульсными возмущениями

• Автор: Шувалов, Валерий Викторович
• Шифр специальности: 04.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 227 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Разработка метода численного моделирования атмосферных течений, вызванных импульсными источниками
1.1 Модели и приближения, используемые при описании динамических процессов в атмосфере
1.2 Метод расчета газодинамических течений с явным выделением
границ между областями с различными термодинамическими и оптическими свойствами
1.2.1 Основные требования к численной схеме
1.2.2 Описание газодинамической программы ЭОУА
1.3 Метод расчета распространения аэрозольных частиц с учетом их
взаимодействия с газовым потоком
Выводы по главе
2 Некоторые аспекты воздействия сильных взрывов на окружающую среду
2.1 Крупномасштабные возмущения атмосферы, вызываемые мощными ядерными взрывами
2.2 Генерация акустико-гравитационных волн в атмосфере с помощью взрывов химического ВВ
2.3 Радиоактивное загрязнение поверхности Земли при проведении
ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне
Выводы по главе
3 Газодинамические процессы, сопровождающие выброс газов в атмосферу
3.1 Выброс газа из подводного резервуара под высоким давлением
3.2 Численное моделирование извержения вулкана Академия Наук
января 1996 г
3.3 Газовые взрывы в атмосфере
3.3.1 Взрывы сферических объемов метано-воздушной смеси. Сравнение с экспериментами
3.3.2 Взрывы удлиненных облаков метано-воздушной смеси

3.3.3 Взрывы газовых объемов с неоднородным распределением концентрации метана
3.3.4 Влияние взрыва части метано-воздушной смеси на высоту подъема результирующего облака
Выводы по главе
4 Подъем пыли с поверхности планеты за счет эффекта теплого слоя
4.1 Численное моделирование эффекта теплого слоя в условиях многообластной задачи
4.2 Влияние размера частиц, содержащихся в теплом слое, на формирование и рост предвестника
4.3 Выброс пыли при ударе метеороидов о поверхность Марса как механизм зарождения пылевых бурь
Выводы по главе
5 Влияние фрагментации метеороидов на энерговыделение в атмосфере
5.1 Механизмы разрушения метеороидов при прохождении через атмосферу
5.2 Постановка задачи о движении метеороида, распавшегося на несколько крупных кусков
5.3 Движение метеороида, распавшегося на два фрагмента
5.3.1 Расхождение двух одинаковых параллельно летящих фрагментов
5.3.2 Движение одного фрагмента в следе другого
5.3.3 Эффект коллимации
5.3.4 Влияние излучения и абляции на расхождение фрагментов
5.4 Движение метеороида, разрушившегося на несколько фрагментов
5.5 Энерговыделение в атмосфере при движении фрагментировавшего метеороида, сравнение с приближенными моделями
Выводы по главе
6 Атмосферные плюмы, вызываемые ударами космических тел
6.1 Роль метеорных плюмов в эволюции атмосферы и взаимодей-
ствии-между геосферами Земли
6.2 Различия между “метеорными” и обычными взрывами
6.3 Роль метеорного следа при прямых и косых ударах
6.4 Приближенная модель метеорного плюма
6.5 Влияние неустойчивости Кельвина-Гельмгольца на формирование и высоту подъема плюмов
6.6 Влияние излучения на формирование плюмов
6.7 Численное моделирование подъема продуктов сгорания метеороида Шумава

Выводы по главе
7 Численное моделирование столкновения фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером
7.1 Трехмерное моделирование падения фрагмента диаметром 3 км
7.2 Определение размеров фрагментов путем сравнения расчетных световых кривых с данными космического аппарата Галилео
7.2.1 Абляция фрагментов на больших высотах
7.2.2 Моделирование движения фрагмента в атмосфере Юпитера с учетом излучения и испарения
7.2.3 Расчет световых кривых для различных длин волн. Сравнение с измерениями приборов Галилео
7.3 Влияние неоднородностей на разрушение фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 в атмосфере Юпитера
7.3.1 Численное моделирование движения и разрушения фрагментов Б-ЬЭ в атмосфере Юпитера
7.3.2 Сравнение результатов расчетов с оценками по приближенным моделям
Выводы по главе
8 Влияние плотности атмосферы на ее возмущения, вызванные ударными процессами
8.1 Сравнение атмосферных эффектов, вызываемых столкновением крупных космических тел с разными планетами Солнечной системы166
8.2 Наблюдение метеорных вспышек на Луне для определения потока космических тел, бомбардирующих Землю
8.2.1 Постановка задачи
8.2.2 Численное моделирование вертикального
удара метеороида о поверхность Луны
8.2.3 Влияние конденсации ударно-испаренного вещества на эффективность высвечивания
8.2.4 Численное моделирование косого удара метеороида о поверхность Луны
8.2.5 Увеличение эффективности высвечивания за счет поверхностных неоднородностей
8.2.6 Влияние слоя реголита
8.2.7 Оценка импульса излучения при ударе малых комет о поверхность Луны
8.3 Торможение струи паров в малоплотной атмосфере
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Время (сек)
Рис.2.6. Экспериментальная (сплошные линии) и расчетная (кружочки) зависимость от времени высот верхней Н, и нижней нг кромок пылевого облака и его максимального горизонтального радиуса Я, для для взрыва 12.08.53.
Взрыв 29.08.49 был первым ядерным взрывом в СССР [112]. Его мощность 22 кт, высота взрыва - 37 м. Аномально высокий уровень загрязнения, вызванного этим взрывом, объясняется тем, что только около 15% ядерного горючего успело прореагировать (низкий КПД).
На рис.2.7 приведен фрагмент поля полученных в расчетах мощностей доз на следе через 7 суток после взрыва. На этом распределении нанесены маршруты воздушной радиационной разведки 5 сентября 1949 г., которая производила измерения мощности дозы на высотах от 50 до 700 м. Цифрами отмечены точки, в которых производились измерения. В большинстве этих точек отличие расчетных значений от измеренной мощности дозы не превышает нескольких раз. Это согласие можно считать хорошим, поскольку разброс самих измеренных значений достигает иногда 10 и более раз в близких точках поверхности. В качестве примера можно привести сравнения мощностей доз в точках 3, 4, 5 и б, которые характерны тем, что они расположены практически в сечении, перпендикулярном оси следа на расстоянии примерно 100 км от точки взрыва. В расчете мощности доз оказались меньше экспериментальных в 2-3 раза. Однако есть несколько точек вблизи оси следа (например, точки 12, 15, 22), где измеренные значения превышают расчетные в 10-20 раз. При этом расчетные значения близки к максимальным, измеренным в сечениях, перпендикулярных оси следа (точки 12, 15 близки к сечению, расположенному на расстоянии 200 км от точки взрыва, точка 22 - к сечению на расстоянии 300 км). Расположение “плохих” точек достаточно случайно: они более или менее равномерно распределены как по длине, так и по ширине следа. Как и следовало ожидать, численный эксперимент дает более равномерное (гладкое) распределение мощностей доз по сравнению с фактическими данными.
При сравнении результатов численного моделирования радиоактивного загрязнения местности с различными имеющимися данными измерений необхо-