ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследования свойств атмосферной турбулентности важны для моделирования и прогнозирования климата, исследования распространения примесей и дистанционного зондирования Земли. Сложный характер рассматриваемого явления, наличие широкого диапазона масштабов, а также отсутствие завершенной теории приводят к необходимости имитационного моделирования на ограниченных масштабах, не учитывающего многих очень важных процессов в атмосфере, и направленного на изучение влияния отдельно взятых значимых факторов на формирование атмосферной турбулентности. Поскольку крупномасштабные течения в атмосфере происходят в условиях быстрого вращения Земли, в число таких значимых факторов входят сферическая геометрия и вращение. Целью предлагаемого проекта является изучение свойств турбулентности, формирующейся в течениях вязкой несжимаемой жидкости со сферическими границами и вращением, как с постоянной скоростью, так и с периодической модуляцией скорости вращения. Полученные авторами предлагаемого проекта предварительные результаты как лабораторного моделирования таких течений, так и их расчета с использованием трехмерных полных уравнений Навье-Стокса, свидетельствуют о возможности качественного воспроизведения на ограниченных масштабах полученных при натурных измерениях в атмосфере вида спектров и знака продольной структурной функции скорости третьего порядка. Исключительная важность этих предварительных результатов оправдывает упрощенный подход, исключающий учет многих важных явлений в атмосфере, и пока остающийся за рамками классических способов изучения атмосферной турбулентности. Результаты предлагаемого проекта могут использоваться при исследовании крупномасштабных процессов в верхних слоях атмосферы Земли, изучении климатических процессов, совершенствования методов дистанционного зондирования и обеспечения безопасности полетов.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Имитационное моделирование свойств атмосферной турбулентности на крупных масштабах |
Результаты этапа: 1. Изучены свойства турбулентных изотермических течений вязкой несжимаемой жидкости при постоянной скорости вращения сферических границ. В эксперименте и прямом расчете показана неоднородность свойств турбулентности по пространству. Установлено, что на средних широтах вблизи внешней сферы наклон спектров турбулентности на инерционном интервале близок к величине -11/5, что ранее наблюдалось только в случае не изотермических конвективных турбулентных течений. 2.Начаты численные исследования волновых структур течений в случае модуляции скорости вращения только внутренней сферы. Показаны направления эволюции таких структур при увеличении амплитуды модуляции. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Имитационное моделирование свойств атмосферной турбулентности на крупных масштабах |
Результаты этапа: Проведены экспериментальные исследования по установлению зависимости вида турбулентности от амплитуды и частоты модуляции скорости вращения внутренней сферы. Установлено, что увеличение амплитуды модуляции ведет к смене видов спектров турбулентности на инерционном интервале: сначала спектры, характерные для трехмерной не изотермической турбулентности, сменяются спектрами, характерными для трехмерной изотермической турбулентности. Увеличение частоты и амплитуды модуляции ведет к переходу от трехмерной к двумерной турбулентности. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Имитационное моделирование свойств атмосферной турбулентности на крупных масштабах |
Результаты этапа: В сферическом течении, вызванном вращательными колебаниями внутренней сферы относительно состояния покоя, определена зависимость предела устойчивости от частоты вращательных колебаний. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".