Модель атмосферы динамическая

Модель атмосферы динамическая 243 [c.359]

В этих моделях основными являются уравнения тенло- и влагообмена в атмосфере, теплообмена в поверхностном слое океана, что позволяет достаточно полно рассмотреть обратные связи радиации и облачности. Ряд других обратных связей в процессе теплообмена, например, температуры с границей ледяного покрова, также включены в модель. Динамические процессы, ответственные за перенос тепла и влаги, параметризуются по полю температур в океане и атмосфере. [c.780]

Одно из важных приложений теории турбулентности многокомпонентных сред связано с моделированием динамических свойств средней атмосферы. При этом, в качестве исходных, используются различные данные измерений, в том числе данные, получаемые по результатам зондирования атмосферы в диапазонах оптических и радиоволн. Все более важную роль приобретают методы регулярного космического мониторинга, в связи с чем возрастает значимость разработки соответствующих физико-математических моделей, служащих целям аккуратной оперативной дешифровки измерительной информации в реальном масштабе времени. [c.274]

Как было отмечено, существует несколько. кинетических моделей, описывающих взаимодействие между дислокациями и примесными атомами. Однако все они имеют много упрощений. Точного аналитического решения задачи для диффузионного и дрейфового потока примесных атомов к дислокациям в реальных граничных условиях до сих пор не получено не только для динамического деформационного старения, но и для более простых случаев термического старения и статического деформационного старения [И, с. 161]. Н. М. Власов и Б. Я. Любое [11, с. 193] в результате рассмотрения кинетики образования атмосфер примесных атомов вокруг скопления краевых дислокаций в плоскости скольжения указывают, что диффузионное уравнение решается в приближении слабого взаимодействия, т. е. когда дрейф атомов примеси в поле напряжений скопления краевых дислокаций считается малым возмущением. Отмечено, что аналитическое решение задачи вне рамок приближения слабого взаимодействия, т. е. в реальных граничных условиях, связано с большими математическими трудностями. Наиболее вероятной моделью применительно к динамическому деформационному старению является, [c.240]

В отсутствие внешних сил и диссипации движение жидкости, как и любой другой механической системы, сопровождается сохранением энергии (квадратичного функционала от поля скорости). Наряду с характером нелинейности существование такого интеграла движения является второй важнейшей особенностью уравнений гидродинамики, которую необходимо учитывать при построении конечномерных динамических моделей, претендующих на описание реальных гидродинамических систем. Вообще нужно стремиться к тому, чтобы в рамках упрощенной модели существовали аналоги общих интегралов движения, которыми обладают исходные уравнения движения. Так, например, уравнения движения баротропной атмосферы, состояние которой описывается функцией тока т ), с учетом сжимаемости имеют вид (см., например, [194]) [c.39]

В настоящей главе изучение движения простейшей модели снаряда в виде одномерного движения материальной точки обобщено на случай двух- и трехмерного движения. Отсюда естественно возникает проблема оптимизации траектории, которая оказывается тесно связанной с целым рядом смежных проблем. Простейшей задачей из этого круга проблем является задача определения оптимального управления, когда динамические характеристики снаряда заданы и требуется найти такую траекторию, которая оптимизирует некоторую заданную величину. Для случаев, когда поле сил зависит от скорости и координат снаряда, дана общая постановка задачи оптимизации траектории, а в случаях, когда силовое поле однородно или когда сила зависит от расстояния линейно, оказывается возможным получить решение в замкнутой форме. Это особенно важно в применении к баллистическим снарядам (нанример, снарядам дальнего радиуса действия класса земля — земля или носителям спутников), где расстояние, проходимое за время выгорания топлива, мало по сравнению с земным радиусом. Простой и в то же время почти оптимальной траекторией в этих случаях оказывается траектория гравитационного разворота при движении снаряда в плотной атмосфере и затем переход на траекторию, определяемую соотношением (2.6). Хотя точного решения уравнений движения по траектории гравитационного разворота не существует, все же можно построить ряд графиков, позволяющих во многих случаях подбирать требуемые значения параметров. Если ограничиться лишь получением решений, удовлетворяющих условию стационарности, то обычными методами вариационного исчисления можно исследовать те задачи оптимизации, в которых масса снаряда, программа скорости истечения и время выгорания, так же как и программа управления, являются варьируемыми функциями. Для того чтобы найти решения, являющиеся действительно максимальными или минимальными в определенном смысле, нужно проводить специальное исследование каждого отдельного случая, так как не всегда решение, удовлетворяющее требованию стационарности, является оптимальным, и наоборот. В тех задачах, где скорость истечения есть известная функция времени, как, например, это имеет место в жидкостных ракетных двигателях, из анализа следует лишь то, что оптимальной программой для М ( ) будет, как правило, программа импульсного сжигания топлива. Поэтому для получения практически интересных результатов необходимо проводить более глубокий анализ, с учетом таких факторов, как параметры двигателя, топливных баков и т. д., при одновременном учете характера траектории полета снаряда. Для выполнения такого рода анализа используется схема расчета, где анализ различных элементов Конструкции и групп уравнений (одной [c.63]

Другой вывод, который следует из системно-динамического подхода к проблеме обеспечения безопасности, относится к задаче оценки цены риска или стоимости спасения человеческой жизни . В рамках системно-динамического подхода можно указать параметр, который идентифицируется с понятием цена риска . Для этого рассмотрим некий вариант глобального развития, который назовем нормальным ( стандартным ) вариантом развития. В этом случае обозначим фазовые переменные Янорм, Снорм и т. п. Введем в глобальную модель какой-либо вид опасности, например повышение концентрации СОз в атмосфере, которое в конечном итоге ведет к потере урожая или загрязнению биосферы радионуклидами, непосредственно воздействующими на здоровье человека. Обозначим фазовые переменные в этом случае Роп, Соп и т. д. Определим, какие дополнительные капиталовложения необходимо направлять в систему глобального развития извне, чтобы возвратить ее из состояний Роп, Соп и т. п. в нормальное. На языке системной динамики это означает, что в варианте глобального развития с опасностью уравнение для основных фондов должно быть преобразовано к следующему виду [c.55]

Изучение важнейших физико-химических механизмов в условиях турбулентного течения многокомпонентной реагирующей газовой смеси, ответственных за пространственно-временные распределения и вариации определяющих макропараметров (плотности, скорости, температуры, давления, состава и т.п.), особенно эффективно в сочетании с разработкой моделей турбулентности, отражающих наиболее существенные черты происходящих при этом физических явлений. Турбулентное движение в многокомпонентной природной среде отличается от движения несжимаемой однородной жидкости целым рядом особенностей. Это, прежде всего, переменность свойств течения, при которой среднемассовая плотность, различные теплофизические параметры, все коэффициенты переноса и т.п. зависят от температуры, состава и давления среды. Пространственная неоднородность полей температуры, состава и скорости турбулизованно-го континуума приводит к возникновению переноса их свойств турбулентными вихрями (турбулентный тепло- и массоперенос), который для многокомпонентной смеси существенно усложняется. При наличии специфических процессов химического и фотохимического превращения, протекающих в условиях турбулентного перемешивания, происходит дополнительное усложнение модели течения. В геофизических приложениях часто необходимо также учитывать некоторые другие факторы, такие, как влияние планетарного магнитного поля на слабо ионизованную смесь атмосферных газов, влияние излучения на пульсации температуры и турбулентный перенос энергии излучения и т.п. Соответственно, при моделировании, например, состава, динамического и термического состояния разреженных газовых оболочек небесных тел теоретические результаты, полученные в рамках традиционной модели турбулентности однородной сжимаемой жидкости, оказываются неприемлемыми. В связи с этим при математическом описании средних и верхних атмосфер планет возникает проблема разработки адекватной модели турбулентности многокомпонентных химически реагирующих газовых смесей, учитывающей сжимаемость течения, переменность теплофизических свойств среды, тепло- и массообмен и воздействие гравитационного поля и т.п. Эти проблемы рассматриваются в данной части монографии. [c.9]

При создании глобальной модели верхней атмосферы планеты, предназначенной для исследования крупномасштабных динамических процессов и самосогласованно описывающей термосферный ветер, газовый состав и температурный режим, необходимо знание не только молекулярных, но и турбулентных коэффициентов обмена, входящих в определяющие соотношения (3.3.3 ), (3.3.15 ), и [c.247]

Как уже отмечалось, конкретизация разработанных теоретических подходов к описанию многокомпонентных турбулентных сред проведена применительно к актуальным аэрономическим проблемам и моделированию процессов, в связи с которыми эти подходы получили свое дальнейшее развитие. Детально исследован диффузионный перенос в верхней атмосфере планеты на основе систематического использования обобщенных соотношений Стефана-Максвелла. Рассмотрена диффузионно-фотохимическая модель химического состава и температуры нейтральной атмосферы Земли в области верхней мезосферы - нижней термосферы и дана оценка величины усредненного по времени коэффициента турбулентной диффузии. Разработана методика полуэмпирического моделирования изотропных коэффициентов турбулентного обмена в стратифицированном в поле силы тяжести, многокомпонентном газовом потоке с поперечным сдвигом гидродинамической скорости. Получены универсальные алгебраические выра-л<ения для определения коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности смеси в вертикальном направлении, зависящие от локальных значений кинетической энергии турбулентных пульсаций, динамических чисел Ричардсона, Колмогорова и турбулентного числа Прандтля, а также от внешнего [c.314]

Динамический центр может двигаться произвольно. Динамической осью будет прямая, параллельная вторичной кинематической оси и вторичной оси враш,ения. Зная движение динамического центра, мы найдем функции 1 и 2 и, следовательно, обш,ий характер перемеш,ения кинематического центра и центра враш,ения. Формула (68) показывает, что изобары на поверхности Земли (для 2 = 0) представляют концентрические окружности с обш,им центром в динамическом центре. Итак, изучаемое движение жидкости является подвижным циклоном или антициклоном центр циклона или антициклона совпадает с динамическим центром и будет изменять свое положение со временем радиус круговой изобары, со-ответствуюш,ей заданному давлению, изменяется со временем. Очень легко детально проанализировать различные случаи, когда динамический центр движется прямолинейно и равномерно или по окружности, или по параболе. Однако не будем зтого делать, так как по нашему мнению полученное условие постоянства плотности не позволяет считать изучаемый случай моделью некоторого реального движения атмосферы. Заметим, что изучаемый случай дает циклон при отрицательных и положительных больше чем —2тд в интервале (О, —2тд) имеет место антициклон. Мы докажем эти положения в следуюш.ем параграфе после подробного изучения стационарных циклонов или антициклонов. [c.212]

В п.п. 3-4 основное внимание уделено исследованию хетонов в двухслойной среде (с постоянными значениями плотности в слоях равной толщины), поскольку известно [27, 44], что двухслойная модель сохраняет основные черты крупномасштабной (мезомасштабной)" динамики атмосферы и океана. В п. 5 даны обобщения модели для случаев многослойной (преимущественно — трехслойной) и непрерывно стратифицированной сред. В п. 6 анализируются специфика и универсальность хетонной теории, ее область применимости, обсуждаются некоторые результаты ее использования к описанию динамической стадии развития глубокой конвекции в океане [c.549]

Изучение турбулентности в естественных условиях — атмосфере и океане, а в последнее десятилетие также и в плазме, привело к необходимости рассмотрения динамических процессов в многоярусных системах. Соответ-ствуюшде , модели каскадных процессов преобразования энергии описаны в главе 4. Приводятся результаты, полученные в последние годы по аппроксимации реальных уравнений гидродинамики специальными системами гидродинамического типа, имеющими структуру нелинейных цепочек. [c.6]

Сравнительно недавно была выполнена щирокая программа ночных измерений атмосферного натрия [378]. В этой работе создана динамическая фотохимическая модель верхних слоев атмосферы, которая использована для моделирования поведе- [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...