Обложка Андрущенко В.А., Мурашкин И.В., Шевелев Ю.Д. Динамика интенсивных вихрей и лабораторные модели атмосферного вихрегенеза
Id: 243371
1099 руб.

Динамика интенсивных вихрей и лабораторные модели атмосферного вихрегенеза

URSS. 2019. 500 с. ISBN 978-5-9710-5952-3. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 5-.
  • Твердый переплет

Аннотация

Изложены способы построения физических моделей катастрофических природных явлений — тропических циклонов (ураганов-тайфунов) и концентрированных вихрей (смерчей-торнадо). Эти виды природных стихий наносят огромный материальный ущерб, приводят к многочисленным человеческим жертвам и поэтому требуют постоянного изучения.

Целенаправленное экспериментальное исследование этих явлений в нашей стране на высоком научном уровне началось с 40-х ...(Подробнее)годов прошлого века в лабораториях физического и географического факультетов МГУ имени М.В.Ломоносова. Несколько позже были организованы коллективы специалистов-экспериментаторов на базе университетов и академических институтов в Москве, Новосибирске, Томске, Перми, Нижнем Новгороде, Минске. Ими был разработан ряд оригинальных лабораторных установок для моделирования атмосферных вихрей; некоторые из них уникальны, как, например, большой термостратифицированный бассейн Института прикладной физики РАН.

Книга рассчитана на специалистов (научных и инженерно-технических сотрудников), аспирантов и студентов — геофизиков, метеорологов и аэрогидродинамиков.


Оглавление
Предисловие
Глава 1.Интенсивные атмосферные вихри сезонов 2012--2016 годов. Дальнейшее глобальное потепление или его альтернатива? Перспектива вихрегенеза
 1.1.Обзор тропических циклонов и ‍ураганов-тайфунов сезонов 2012--2016 годов в ‍Северном полушарии. Некоторые статистические данные
  а.. Сезон ураганов, тайфунов и ‍ТЦ 2012 года в ‍Северном полушарии
  б.. Сезон ураганов, тайфунов и ‍ТЦ 2013 года в ‍Северном полушарии
  в.. Сезон ураганов, тайфунов и ‍ТЦ 2014 года в ‍Северном полушарии
  г.. Сезон ураганов, тайфунов и ‍ТЦ 2015 года в ‍Северном полушарии
  д.. Сезон ураганов, тайфунов и ‍ТЦ 2016 года в ‍Северном полушарии
  е.. Краткие статистические данные
  д.. Региональные ураганы в ‍Европе, Азии, Африке и ‍России в ‍период с ‍2012--2016 годов..........................................................
 1.2.Торнадо и ‍смерчи сезонов 2012--2016 годов в ‍Северном полушарии. Некоторые статистические данные
  а.. Сезон торнадо 2012 года в ‍Северной Америке
  б.. Сезон торнадо 2013 года в ‍Северной Америке
  в.. Сезон торнадо 2014 года в ‍Северной Америке
  г.. Сезон торнадо 2015 года в ‍Северной Америке
  д.. Сезон торнадо 2016 года в ‍Северной Америке
  е.. Некоторые статистические данные
  ж.. Торнадо и ‍смерчи в ‍Европе, Азии и ‍России в ‍2012--2016 годах
 1.3.Прекратилось ли глобальное потепление климата? Версии влияния изменения климата на вихрегенез в ‍Cеверном полушарии в ‍XX веке и ‍начале XXI века. Итоги конференций ООН по долгосрочной климатической политике в ‍г. Дохе, Варшаве, Лиме, Париже и ‍Марракеше
  а.. Изменение климата в ‍XX веке, начале XXI века и ‍в будущем
  б.. Влияние глобального потепления климата на процесс природного вихрегенеза и ‍на интенсивность ураганов-тайфунов и ‍смерчей-торнадо
  в.. Конференции ООН по изменению климата в ‍2012--2014 годах
Глава 2.Экспериментальное моделирование атмосферных вихрей
 2.1.Лабораторные модели интенсивных атмосферных вихрей, разpаботанные в ‍Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова
  1. Первые экспериментальные данные ‍-- опытное получение воздушных вихревых столбов
  а.. Описание опытной установки и ‍вопросы методологии
  б.. Результаты лабораторных экспериментов
  в.. Результаты опытов на усовершенствованных конструкциях вихреобразующих устройств
  2. Физическая экспериментальная модель тропических циклонов, ураганов-тайфунов
  а.. Описание лабораторной установки и ‍методики измерений
  б.. Результаты лабораторных экспериментов
  в.. Описание модернизированной экспериментальной установки и ‍некоторые результаты наблюдений
  г.. Некоторые аспекты количественного подобия структуры лабораторного вихря и ‍ТЦ
  д.. Результаты исследований полей температуры и ‍влажности в ‍моделируемом конвективном влажном вихре
  е.. О горизонтальном и ‍вертикальном потоках импульса в ‍физической модели ИКВ
  ж.. О структуре интенсивных конвективных воздушных вихрей влажного типа
  3. Лабораторное моделирование воздействия атмосферного вихря на океан
  а.. Описание лабораторной установки и ‍методики экспериментов
  б.. Обсуждение результатов лабораторного моделирования
  в.. Результаты экспериментального моделирования ветровых волн и ‍зыби
 2.2.Лабораторные модели торнадоподобных вихрей, разработанные в ‍Институте гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН и ‍Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск)
  1. Образование вихревого столба над испаряющейся жидкостью
  2. Распад (расщепление) стокового вихря
  3. Подавление турбулентности в ‍жидкости, вращавшейся как твердое тело

  4. Торнадоподобный вихрь во вращавшейся жидкости, подогреваемой снизу
  5. Экспериментальная модель смерча-торнадо Макаренко--Тарасова
  6. Возникновение торнадоподобных вихрей во вращающейся жидкости при вынужденных инерционных колебаниях большой амплитуды
  7. Исследование зависимости времени формирования осциллирующих вихрей от частоты возмущения вращавшейся жидкости
  8. Автоколебания торнадоподобного вихря в ‍замкнутой камере
  9. Возникновение асимметрии и ‍нестационарности при лабораторном моделировании структуры смерчеобразных вихрей

  а.. Экспериментальная установка и ‍методика исследования
  б.. Осесимметричные вихри и ‍асимметрия при их визуализации
  в.. Нестационарные осесимметричные и ‍асимметричные вихри
  10.Вихревые мультиплеты в ‍закрученном течении и ‍их визуальная диагностика
  а.. Формирование винтового триплета в ‍интенсивном закрученном потоке реальной жидкости
  б.. Обоснование визуальной диагностики мультиспиральных распадов вихря
  11.О влиянии формы контейнера на структуру закрученного потока
  а.. Экспериментальная установка и ‍методика исследования
  б.. Экспериментальные результаты и ‍обсуждение
  в.. Сравнение эволюции течения для контейнеров различной геометрии
 2.3.Лабораторные модели интенсивных атмосферных вихрей, разработанные в ‍Институте тепло- и ‍массообмена им. А. В. Лыкова АН БССР
  1. Описание экспериментальных установок и ‍методика проведения опытов
  2. Результаты лабораторных экспериментов по структуре вихревой трубки
  3. Результаты натурных и ‍опытных исследований газодинамической структуры ТЦ и ‍ураганов-тайфунов
  а.. Гидродинамические особенности атмосферных вихреобразований по данным натурных измерений
  б.. Установка для лабораторного моделирования вихря и ‍методика измерений
  в.. Гидродинамическая структура одноячеистого вихря
  г.. Гидродинамическая структура двухъячеистого вихря
  д.. Влияние на структуру вихря подстилающей поверхности
  е.. Взаимодействие урагана-тайфуна с ‍подстилающей поверхностью
  4. Самоорганизация в ‍турбулентных вихревых образованиях
  5. Особенности развития крупномасштабных возмущений в ‍вихревых образованиях
  6. Тропические циклоны, смерчи-торнадо и ‍лабораторный эксперимент

  7. Физические малопараметрические модели вихревых образований
  8. Взаимодействие изолированного вихря с ‍нагретой водной подстилающей поверхностью
 2.4.Экспериментальные модели тропического циклона, разработанные в ‍вузах и ‍научных центрах Перми
  1. Описание экспериментальной установки и ‍методики измерений
  2. Определяющие безразмерные параметры
  3. Режимы течения в ‍отсутствие вращения
  4. Режимы течения во вращающемся слое
  5. Численное моделирование эволюции конвективных вихрей типа тропического циклона, полученных в ‍лабораторных условиях
  6. Лабораторное моделирование локального формирования ТЦ
 2.5.Лабораторные модели смерчей-торнадо, разработанные в ‍Объединенном институте высоких температур РАН
  1. Описание экспериментальной установки и ‍методики измерений
  2. Результаты серии опытов и ‍их обсуждения
  3. Некоторые определяющие безразмерные параметры
  а.. Число Рэлея
  б.. Параметр закрутки
  в.. Число Россби
  4. Возможная схема лабораторного эксперимента по созданию, поддержанию и ‍уничтожению восходящего закрученного потока
  5. Математическое обоснование схемы возникновения и ‍функционирования свободного восходящего закрученного потока в ‍его придонной части по результатам лабораторных экспериментов
  а.. Теоретическая схема зарождения и ‍функционирования ВЗП
  б.. Математическое моделирование придонной части ВЗП
  6. Новые опыты по генерации воздушных вихрей при создании вертикальной температурной стратификации воздуха
  а.. Описание экспериментальной установки
  б.. Результаты экспериментов
 2.6.Лабораторные модели атмосферных вихрей, разработанные в ‍Институте физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН
  1. Физическая модель торнадоподобного вихря
  а.. Схема экспериментальной установки
  б.. Безразмерные параметры системы
  в.. Основные результаты опытов
  г.. О масштабно-инвариантном критерии подобия закрученных потоков при лабораторном моделировании торнадоподобных вихрей
 2.7.Физическая модель смерча-торнадо, разработанная в ‍научно-производственном объединении "Тайфун" (Обнинск)
  1. Пространственные структуры вихревых образований, возникших от локального источника
  а.. Теоретические предпосылки
  б.. Экспериментальная установка
  в.. Режимы течения
  2. Конвективные вихри в ‍стратифицированных вращавшихся средах

  3. Лабораторное моделирование атмосферных вихрей при использовании химических реакций
  а.. Методика экспериментов
  б.. Классификация режимов конвекции и ‍траекторий вихрей (тестирование)
  в.. Моделирование тропических циклонов
 2.8.Физическое моделирование тепловых смерчей в ‍Томском государственном университете и ‍Институте оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН
  1. Экспериментальное и ‍теоретическое исследование одиночных тепловых смерчей
  а.. Определяющие параметры и ‍критерии подобия явления
  б.. Описание экспериментальной установки и ‍методика измерений
  в.. Опытное изучение одиночного теплового смерча
  г.. Теоретическое обоснование физических экспериментов с ‍тепловыми смерчами
  2. Экспериментальное исследование двух тепловых смерчей
  а.. Описание экспериментальной установки
  б.. Экспериментальное изучение пары тепловых смерчей
 2.9.Физическая модель урагана-тайфуна, разработанная в ‍Институте прикладной физики РАН (Нижний Новгород)
  1. Описание гидрофизического комплекса ИПФ РАН
  а.. Способ стратификации экспериментального бассейна
  б.. Характеристики температурной стратификации
  в.. Экстремальное оборудование бассейна
  г.. Информационно-измерительный комплекс ТСБ
  д.. Методы измерения полей температуры и ‍скорости
  е.. Устройство измерения профиля температуры и ‍скорости потока
  ж.. Аппаратура для измерения поверхностного волнения
  з.. Оптическая система наблюдения и ‍регистрации поверхностного волнения
  2. Исследование взаимодействия атмосферы и ‍океана при сильных и ‍ураганных ветрах
  а.. Проблема низких значений аэродинамического сопротивления взволнованной водной поверхности при ураганном ветре. Квазилинейная модель пограничного слоя над нею
  б.. Верификация построенной модели на основе сопоставления с ‍данными натурных измерений и ‍расчетов по известным моделям для случая умеренных и ‍сильных ветров
  в.. Сравнение расчетов и ‍опытных лабораторных данных по измерению аэродинамического сопротивления поверхности океана при ураганных ветрах
  г.. Влияние брызг на обмен импульсом в ‍пограничном слое атмосферы над океаном. Модель, эксперимент, дистанционная диагностика
  3. Экспериментальное исследование структуры воздушного турбулентного пограничного слоя над волнами при сильном и ‍ураганном ветре при эквивалентных скоростях ветра на стандартной высоте 10 м от 10 до 48 м/с (от 36 до 73 км/ч)
  а.. Описание опытной установки и ‍техники эксперимента
  б.. Обработка экспериментальных данных
  в.. Основные характеристики воздушного потока
  4. Комплексное лабораторное моделирование взаимодействия атмосферы и ‍океанической поверхности при ураганных ветрах
  а.. Исследование на ветро-волновом канале БТСБ ИПФ РАН механизма генерации морских брызг при сильных и ‍ураганных ветрах
  б.. Исследование зависимости коэффициента сопротивления океанической (морской) поверхности от скорости ураганного ветра
Список литературы


Об авторах
Андрущенко Виктор Анатольевич
Доктор физико-математических наук. В 1969 г. окончил механико-математический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова, в 1974 г. — аспирантуру Московского физико-технического института. Автор свыше 150 научных работ и 4 монографий. В настоящее время — главный научный сотрудник Института автоматизации проектирования РАН.
Мурашкин Илья Владимирович
Окончил Московский физико-технический институт в 2009 г. Автор свыше 25 научных работ и 1 монографии. В настоящее время — младший научный сотрудник Института автоматизации проектирования РАН.
Шевелев Юрий Дмитриевич
Доктор физико-математических наук, профессор. В 1963 г. окончил Московский физико-технический институт и аспирантуру того же института. Автор свыше 250 научных работ и 6 монографий. Лауреат премии имени Н. Е. Жуковского, награжден дипломом и медалью имени П. Л. Капицы. В настоящее время — заведующий отделом Института автоматизации проектирования РАН, главный научный сотрудник.