Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ВОСХОДЯЩИХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ ВОЗДУХА

Обухов А. Г., Баранникова Д. Д.,

Глава II. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ

Многочисленные наблюдения за разрушительными атмосферными вихрями показали, что в подобных природных явлениях проявляются или им сопуствуют самые разнообразные физические процессы. Главные из них – газодинамические и электромагнитные процессы, а также фазовые переходы.

Представленные в первой главе результаты исследований показали, что учет только газодинамических процессов позволил адекватно смоделировать рассматриваемые природные течения, а также позволил установить ряд принципиальных, ранее неизвестных фактов, позволяющих глубже проникнуть в суть этих газовых течений. Причем все полученные результаты согласуются как с данными натурных наблюдений, так и с результатами экспериментов.

Наряду с результатами проведенных экспериментов и высказанными рекомендациями по практическому использованию полученных результатов, была создана газодинамическая теория разрушительных атмосферных вихрей [64, 97, 108, 148, 175].

Недавние исследования [148] показали, что используемая для описания течений в разрушительных атмосферных вихрях газодинамическая модель помогает также описывать течения в огненных вихрях. Хотя физическая природа возникновения огненных вихрей другая, чем у разрушительных атмосферных вихрей, однако учет действия силы Кориолиса в системе уравнений газовой динамики позволил объяснить направление закрутки потока в огненном вихре. А учет силы Кориолиса в полной системе уравнений Навье-Стокса дал возможность численно смоделировать сложные газовые течения, в определенном смысле подобные течениям в огненных вихрях. Рассмотрим более детально математические модели, основанные на системе уравнений газовой динамики и полной системе уравнений Навье-Стокса в условиях действия сил тяжести и Кориолиса.