Термодинамика локальных процессов в сплошной жидкой среде и атмосфере

• Автор: Каплан, Лев Григорьевич
• Шифр специальности: 11.00.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 345 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ В СПЛОШНОЙ ЖИДКОЙ СРЕДЕ
1.1. Первоначальные допущения
1.2. Область D
1.3. Абсолютная и переносная системы координат
1.4. Плотность, объемная сила и потенциал силы ЕЕ
1.5. Интегральные характеристики локального процесса
2. КИНЕМАТИКА ЛОКАЛЬНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
2.1. Уравнение связи разностной массы и интегрального
разностного давления
2.2. Уравнение движения локального процесса
в оплошной жидкой среде
2.3. Уравнение силового равновесия статического
процбосз d2
2.4. Уравнение силового равновесия локального
стационарного термодинамического процесса
2.5. Классификация локальных процессов
2.6. Взаимосвязи интегральных характеристик
квазистационарного процесса
3. ДИНАМИКА ЛОКАЛЬНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
3.1. Основные допущения и определения
3.2. Интегральные характеристики локала
3.3. Взаимодействие локала со средой
3.4. Характеристики локала при взаимодействии
со средой
3.5. Основное уравнение динамики локала
3.6. Динамика локального процесса
4. ЛОКАЛЬНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В АТМОСФЕРЕ
4.1. Общие положения
4.2. Мощная восходящая воздушная струн
4.3. Вертикальное движение воздушного пузыря в
атмосфере
4.4. Обсуждение полученных результатов

5. СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ И УСТРОЙСТВ ОПТИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ МЕТЕОЦЕЛЕЙ
5.1. Обнаружение и измерение с точки зрения теории статистических решений
5.2. Статистические характеристики метеорадиолокационного сигнала
-5.3. Оптимизация радиолокационного обнаружения локальной метеоцеди на фоне белого шума
5.4. Оптимизация радиолокационного обнаружения метеоцели на фоне местных предметов и белого шума
6. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК МЕТЕОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
5.1. Эффективность метеорадислокатора оптимальной структуры
6.2. Обнаруживающая способность метеорадиолокацион-ной системы
6.3. Разрешающая способность метеорадиолокатора
7. ЛОКАЛЬНЫЙ ПОДХОД ПРИ РЕШЕНИИ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБЛАЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
7.1. Некогерентный радиолокационный метод, радар и результаты исследования турбулентных зон в облачности
7.2. Вертикальное движение облачных объемов при искусственном увеличении осадков
7.3. Физика-статистические методы автоматизированной радиолокационной оценки эффекта воздействия при искусственном увеличении осадков
ЗАКЖУЧЕНМЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Термодинамические процессы естественного или искусственного происхождения., проходящие в сплошной жидкой среде, т.е., в жидкости или газе, часто имеют локальный и стационарный характер. Вследствие того, что в ограниченной области происходит сосредоточение энергии, локальные процессы, как правило, более интенсивны, чем процессы, распределенные в пространстве.
Ураганы, смерчи, грозо-градовые процессы - это мощные локальные процессы в атмосфере. Эти процессы единовременно охватывают сравнительно небольшой объем воздушного пространства, однако благодаря своей интенсивности оказывают большое влияние на жизнь планеты, существенно влияя на климат в целом. Порой они вызывают стихийные бедствия, последствия которых сказываются на жизни регионов и целых государств в течение ряда лет.
С тем, чтобы уменьшить последствия опасных атмосферных процессов используются две возможности. Первая - пассивная: организация системы мониторинга опасных явлений погоды с целью своевременного предупреждения промышленных и сельскохозяйственных предприятий и населения об ожидаемом бедствии. Вторая - активная: воздействие на атмосферные процессы таким образом, чтобы направить их развитие в желаемом направлении. При реализации этой второй возможности мониторинг еще более необходим, чем при пассивном наблюдении.
Впервые локальный процесс в виде одной из возможных форм -одномерной уединенной волны (солитона) - наблюдался и был введен в научное общение известным английским ученым и инженером Дж. Скоттом Расселом. Эта волна сформировалась после остановки баржи в узком канале и сохраняла форму на протяжении нескольких миль до своей диссипации. В конце 19-ого века голландские ученые Кортевег и де Фриз при изучении волн на мелкой воде получили и точно решили одномерное нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных, приведшее к уединенной волне.
Широкомасштабное теоретическое исследование солитонов как решений некоторых нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных началось в 70-ые годы нашего века. В настоящее время известны десятки эволюционных уравнений, приводящих к солитонным решениям. Среди них наиболее известны уравнение Кортевега-де Фри-
М = 31ц. (1.62)
Дея силы давления равенство (1.62) записывается в виде
мр = ЗРД. (1.63)
Составляющие скалярного момента равны интегральному разностному давлению
М2 = Му = Ма = Рд. (1.64)
Таким образом, скалярный момент консервативной силы, действующей в объеме ОЛП, равен трем ее интегральным потенциалам.
Пример 3: неподвижная жесткая оболочка (рис. 4) в форме параллелепипеда, заполненная жидкостью под давлением р в сплошной среде с давлением р0. Для упрощения вычислений будем полагать, что начало координат находится в центре параллелепипеда, а оси параллельны его ребрам. Как следует из результатов предыдущего раздела, результат вычислений скалярного момента не зависит от направленности осей и выбора начала координат.
Для рассматриваемого параллелепипеда определим скалярный момент силы давления, действующий на его грани. Момент (1 .46) определяется в виде суммы произведений сил давления на соответствующие радиус-векторы:

М = Е *г. (1.65)

Сила давления для первой грани пропорциональна величине радиус-вектора г., =1., /2 и, если р>р0, направлена по оси х.
Подставляя значения и используя (1.49), получаем:
мр = 3 (р - Р0) Ц121э = 3 (р - р0) У = 3 Рд. (1 .66)
Таким образом, скалярный момент силы давления рассматриваемого объема равен трем интегральным разностным давлениям.