Понедельник, 17 Февраль 2020

Российские математики поняли, как бороться с огненными вихрями



Российские математики поняли, как бороться  с огненными вихрями

22 Ноября 2017

МОСКВА, 22 ноября Математики из Тюменского государственного университета создали модель, которая полностью отражает динамику реально существующих атмосферических вихрей. Статья о проведенном исследовании опубликована в Вестнике Тюменского государственного университета.

Наука давно ищет ответ на вопрос о том, как минимизировать следствия разрушительных явлений природы, в частности огненных вихрей. Поскольку ученые пока не в силах воспроизвести эти явления искусственно, единственным лабораторным способом их изучения выступает математическое численное моделирование. Этот метод помогает не только понимать физические процессы закрученных пленэрных потоков, но и устраивать рекомендации по их уничтожению с минимальными затратами энергии. Пока, к сожалению, численное моделирование движущейся сплошной среды обычно производится на основе моделей, которые не учитывают, например, ее сжимаемость или вязкость.

Поэтому особый интерес представляет собой способ изучения огненных вихрей, пообещанный математиками Тюменского государственного университета. Огненные вихри и торнадо образуются при объединении очагов пожаров в один воздух греется и, закручиваясь, восходит вверх. Основа нового метода математическая модель ответственных течений воздуха, учитывающая его сжимаемость, вязкость и теплопроводность, а также действие сил тяжести и вращения системы на движение вихря.

Последние десять лет мы делаем исследования газовой динамики в рамках единой научной школы под руководством профессора Сергея Баутина. Было проведено много численных и экспериментальных исследований, результаты которых пали в основу новой теории торнадоподобных атмосферных вихрей. Она выделяется от всех традиционных тем, что поясняет причины возникновения вихрей и предлагает методы их уничтожения. Можно сказать, что мы приблизились к разгадке одной из тайн природы, спознанной с существованием целого ряда красивых и грозных атмосферных явлений, рассказывает один из авторов работы, старший химик кафедры алгебры и математической логисты Тюменского государственного университета Дарья Баранникова.

Но написать уравнение недостаточно, надобного еще найти его решения. И два уже найдены, несмотря на сложность модели. Одно из них стационарное распределение воздуха в атмосфере Земли. Оно задействовалось при численных расчетах в качестве начальных условий. Найденные приближенные решения описывают возникновение динамических течений духа в торнадоподобных атмосферных вихрях. Такое моделирование дает возможность распустить параметры (температуру, величина, давление, скорости и энергию) закрученных потоков во всех точках изучаемого пространства, определить причины их возникновения, источники энергии, направление вращения и перемещения.

Согласно загружённым данным, направление вращения огненных вихрей и торнадо и обычных смерчей противоположно. В Северном полушарии они вращаются по часовой стрелке, а в Южном против. Это связано с действием силы бездеятельности Кориолиса на особенности течения духа в подобных природных явлениях.

Сила Кориолиса не является настоящей силой, задействованной в законах механики. Ее вводят для удобства рассмотрения динамических систем. Возьмем круг и бросим шарик так, чтобы тот покатился к центру, он будет двигаться по прямой. Но если диск начать вращать и снова бросить шарик в центр, траектория последнего станет окружности. Сила Кориолиса описывает такое изменение траектории, воспламенённое вращением.

Для Северного полушария действие всесильности Кориолиса на радиальный поток духа, расходящийся от области нагрева, приводит к отклонению всех его частиц вправо от направления движения. В результате все частицы воздуха начинают двигаться по спиралям, закрученным по ходу часовой стрелки.

Причинами этого поведения теплового вихря ученые крестят общие законы природы. Локальный нагрев и локальные перепады повышенная температур образуют перепады давления, в результате чего воздух, как сплошная сжимаемая теплопроводная среда, начинает движение. Это ответственное и нестационарное течение подчиняется законам термодинамики, на которые складывается действие силы тяжести и силы Кориолиса. Согласно численным расчетам, тепловой вихрь появляется без принудительной внешней закрутки и перемещается вдоль горизонтальной поверхности, меняя форму и размер. Принципиально важно, что он меняет их в полном соответствии с природными огненными вихрями.


Редактор рубрики


Место события на карте мира:










комментарии (0)


Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:


Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Париж перед выборами мэра: скандал \




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

30 Сентября 2018, 15:16 Alexander

Санация идет по плану. Интересно, кто станет новым владельцем? ... »

5 Сентября 2018, 20:43 Larisa

"С жалобами на подземные толчки". Забавно)) ... »

27 Мая 2018, 04:50 Irina

Ошибка: До 2014 года только в Паттайе, по данным таиландских властей, бредили более 60 тысяч россиян. ... »

26 Мая 2018, 02:52 evgen69th

Здесь есть нацеленный обман, т.к. "аналогов которому в России до сих пор не существовало" - это откровенная ложь. Уже 17-й сезон существует Байкальский проект - https://baikalproject.com - который является первопроходцем образовательной ... »

29 Апреля 2018, 17:49 Denis

Точно Шмаков говорит, не допустят депутаты такого "равноправия" с обычными людьми. Подзажрались уже, даже если раньше были рабочими. пять лет в думе и бронзовеют. Хотя, было бы прикольно посмотреть, как они ... »

27 Апреля 2018, 07:39 Дина

Назначение Медведева на этот пост вновь будет большой ошибкой Президента. Мы голосовали за Путина без Медведева, ибо тот ,несмотря на хвалебные отчеты, практически саботирует вместе со своим кабинетом все инициативы Путина. ... »

16 Апреля 2018, 09:48 Kristel

Ну сколько они еще будут ее мучить? Издеваются над невинным человеком как хотят, Бога не боятся! ... »

Новости шоу-бизнеса

Софи Лорен рада, что ее новый фильм выйдет на стриминговой платформе

Софи Лорен рада, что ее новый фильм выйдет на стриминговой платформе

МОСКВА, 17 февраля —. Итальянская артистка Софи Лорен рада тому, что новый фильм с ее участием Вся жизнь впереди выскочит на стриминговой платформе Netflix. Источнику стало известно, что компания приобрела права на показ ленты режиссера Эдоардо Понти, сообщает THR. По мнению … Прочитать