Поле гравитационное неоднородное

Характер воздействия массовых сил на поток связан с распределением массовых сил в системе. Для выявления этой связи рассмотрим движение жидкости, обусловленное неоднородностью температуры в поле гравитационных массовых сил. [c.343]

Движение жидкости в данной системе под действием неоднородного поля массовых сил, приложенных к частицам жидкости внутри системы, и обусловленное внешними полями (гравитационным, магнитным, электрическим), называют свободным движением или свободной конвекцией. Свободное движение под действием гравитационного поля в системе с неоднородным распределением плотности жидкости называют гравитационным свободным движением или гравитационной свободной конвекцией [67]. [c.175]

Движение жидкости в данной системе под действием неоднородного поля массовых сил, приложенных к частицам жидкости внутри системы, и обусловленное внешними полями (гравитационным, магнитным, электрическим), называют свободным движением, или свободной конвекцией. Свободное движение под действием гравитационного поля в системе с неоднородным рас- [c.193]

Во втором случае движение жидкости обусловливается действием неоднородного поля массовых сил, приложенных к частицам жидкости внутри системы и обусловленных внешними полями (гравитационным, магнитным, электрическим). Например, свободное гравитационное движение обусловливается действием [c.59]

Общие сведения. В жидкостях и газах на процесс теплопроводности накладывается конвективный перенос, обусловленный движением конечных (состоящих из большого числа молекул) объемов среды. Неоднородное температурное поле приводит к возникновению неоднородного поля плотностей в областях с более высокой температурой плотность среды вследствие теплового расширения уменьшается, и наоборот. Возникает неоднородное поле гравитационных массовых сил. Так, различие плотностей р/ро, связанное с перепадом температур АТ=Т-То, равно [c.278]

Своеобразные гравитационные волны могут распространяться внутри несжимаемой жидкости. Йх происхождение связано с вызываемой наличием поля тяжести неоднородностью жидкости её давление (а с ним и энтропия 5) непременно будет меняться с высотой поэтому всякое смещение какого-либо участка жидкости по высоте приведёт к нарушению механического равновесия, а потому к возникновению колебательного движения. Действительно, ввиду адиабатичности движения этот участок принесёт с собой в новое место своё значение энтропии 5, отличное от её равновесного значения в этом месте. [c.62]

Мы уже отмечали, что многие термические возмущения (например, неоднородность системы) и вызываемые ими процессы переноса могут быть формально представлены как результат действия фиктивных внешних (пространственно неоднородных) полей. (Например, гравитационных, электрических, магнитных.) [c.182]

Например, силовое внешнее поле (типа гравитационного) позволяет реализовать неоднородное распределение локальной плотности. Состояние с неоднородным распределением температуры можно описать, разделив систему на ячейки с помощью адиабатических перегородок, которые в этом случае играют роль вспомогательных полей. С помощью этих полей осуществляется равновесный переход системы из начального состояния в конечное. Энтропия соответствующего неравновесного состояния S принимается равной энтропии равновесного состояния во вспомогательных по- [c.298]

Конвективный перенос может осуществляться в результате свободного или вынужденного движения теплоносителя. Свободное движение возникает тогда, когда частицы жидкости в различных участках системы находятся под воздействием массовых сил различной величины, т. е. когда поле массовых сил неоднородно. Если массовые силы обусловлены гравитационным полем, то в неизотермической системе неоднородность поля обусловлена изменением плотности, которое и вызывает свободное движение. Например, отопительная батарея в помещении или кабине самолета подогревает соприкасающийся с ней воздух путем теплопроводности. Вес, а следовательно, и давление столба подогретого воздуха меньше, чем холодного. Под разностью этих давлений холодный воздух будет перемещаться в зону подогрева, вытесняя подогревшийся воздух. Таким образом, теплота вместе с воздухом передается от батареи в другие части помещения. [c.240]

Когда изменение плотности в системе является единственной или основной причиной неоднородности поля массовых сил, механизм взаимодействия потока со стенкой в гравитационном и инерционном силовых полях одинаков, но инерционное силовое поле отличается большей величиной ускорения, характеризующего поля и соответственно большей величиной числа Gr. [c.349]

Если жидкость находится в поле силы тяжести, то наличие неоднородного поля плотностей вызывает появление результирующих подъемных сил, приводящих жидкость в движение, которое иногда называют гравитационной свободной конвекцией. [c.141]

Различают свободную и вынужденную конвекцию. В первом случае движение в рассматриваемом объеме жидкости возникает за счет неоднородности в нем массовых сил. Если жидкость с неоднородным распределением температуры, и, как следствие, с неоднородным распределением плотности, находится в поле земного тяготения, может возникнуть свободное гравитационное движение. В дальнейшем в основном будет рассматриваться гравитационная свободная конвекция, вызванная неоднородностью температурного поля. [c.126]

Гравитационное поле. В основной задаче поле силы рассматривается однородным, и в векторе g объединяются и притяжение к Земле, и центробежная сила (т. I, гл. XVI, 7). В действительности же, в силу ли формы Земли или в силу неоднородного распределения ее масс необходимо присоединить к g поправочный член, представляющий собой производную от некоторого потенциала (/j, при вычислении которого можно ограничиться членами второго порядка малости в соответствии с тем, что при [c.115]

Мы предполагаем, что Земля представляет собой либо однородный, либо неоднородный шар, в каждой точке которого плотность зависит только от расстоянии этой точки до центра шара. Можно показать, что в этом случае гравитационное поле Земли такое же, какое создавалось бы материальной точкой, обладающей массой Земли и помеш енной в ее геометрическом центре. [c.245]

Потенциальная энергия весов в неоднородном гравитационном поле представляется в виде разложения формулой [c.82]

Вследствие неоднородности гравитационного поля ЦТ и ЦМ Земли не совпадают. Поэтому сила притяжения к Солнцу (Луне) создает относительно центра масс вращающий момент, который, однако, мал, так как расстояние между центром тяжести и центром масс невелико. [c.252]

Сфера и сферический слой. Конвекция в сфере и сферических слоях рассматривается в литературе при двух различных постановках задач, когда гравитационное поле а) вертикально и однородно и б) радиально и неоднородно (последняя постановка задачи связана с геофизическими и астрофизическими применениями). К настоящему времени выполнены нелинейные расчеты конвекции, в том числе при наличии вращения, относящиеся к стационарным, колебательным и хаотическим режимам движения подробный анализ работ в данной области содержится в обзоре И.М. Яворской и Ю.Н. Беляева [47]. [c.287]

До сих пор мы считали наши системы однородными или по крайней мере состоящими из ограниченного числа однородных частей (фаз). Это предположение, очевидно, справедливо, если отсутствуют поля внешних сил и внутренние напряжения, кроме тех, которые вызваны изотропным давлением Р. Если же система находится в некотором поле, заметно меняющемся от точки к точке, то уже нельзя пренебрегать неоднородностью. Рассмотрим в качестве типичного примера гравитационное поле, которое всегда существует, но до сих пор не принималось нами во внимание, поскольку его влияние в большинстве случаев пренебрежимо мало. [c.180]

До сих пор при изучении течения и теплообмена в трубах мы не принимали во внимание объемные силы, действующие в потоке жидкости. Эти силы обусловлены соответствующими внешними полями, в частности полем силы тяжести (гравитационным полем). При напорном течении в трубах действие силы тяжести, как уже отмечалось, проявляется лишь при неоднородном распределении плотности в потоке жидкости. В этом случае в потоке возникают подъемные силы, под действием которых частицы жидкости, обладающие меньшей плотностью, движутся вверх, а частицы, обладающие большей плотностью, движутся вниз. [c.314]

Таким образом, распространение света в вакууме при наличии стационарного гравитационного поля аналогично распространению света в неоднородной неизотропной преломляющей среде с показателем преломления (10.153). Эта аналогия не всегда является полной, поскольку распространение света в гравитационном поле с О не удовлетворяет оптическому принципу обратимости, согласно которому луч света в преломляющей среде распространяется по одной и той же траектории в прямом и обратном направлениях. Такое несоответствие следует из выражения (10.153) для п, которое меняется при замене е на —е, в отличие от показателя преломления обычной среды, который даже в неизотропном случае не меняется при замене е—е. Однако в статическом гравитационном поле, например в поле Солнца (см. 12.2), 7 = 0, ос С 0. Тогда [c.282]

Посмотрим, что следует ожидать согласно теории относительности. Ускорение центра Земли, вызванное гравитационным притяжением Солнца, составляет примерно 0,18 ускорения, которое получают точки земного экватора из-за осевого вращения Земли. Хотя это ускорение и немало, его можно не принимать во внимание, ввиду принципа эквивалентности сил тяготения и сил инерции <см. т. I, 71). Если не учитывать неоднородность гравитационного поля Солнца, то это поле будет полностью компенсировано центро- бежной силой инерции, обусловленной вращением центра Земли вокруг Солнца. Таким образом, можно считать, что относительно [c.649]

Неизвестными функциями здесь являются вектор скорости V, давление р и абсолютная температура жидкости Т. Кроме них в уравнениях присутствуют плотность р, динамическая вязкость т], теплопроводность Х, удельная теплоемкость с — физические параметры жидкости время вектор — напряженность гравитационного поля (ускорение свободного падения). Уравнения (1.1) и (1.3) справедливы при условии, что коэффициенты ц к. % зад < ются константами, т. е. считаются не зависящими от изменения температуры во всем объеме однородной жидкости в противном случае следует пользоваться более общими уравнениями [4]. Допущение о постоянстве коэффициентов ц, X и с применимо, если имеющиеся в жидкости разности температур достаточно малы. Что же касается плотности р, то ее зависимостью от неоднородности температуры пренебрегать нельзя, так как именно она отвечает за возникновение конвективного движения в гравитационном поле. Поэтому к уравнениям [c.8]

Усилия широкого круга исследователей направлены на изучение магнитных жидкостей — искусственной среды, созданной сравнительно недавно. Магнитная жидкость (МЖ) — это коллоидная суспензия взвешенных частиц твердого ферромагнетика в жидкости-носителе (вода, керосин, трансформаторное масло и др.). В зависимости от используемого ферромагнетика средний диаметр частиц колеблется от 0,3-10- до 10- м. Уникальная способность МЖ взаимодействовать с внешним магнитным полем открывает перспективы для создания принципиально новых технологий и устройств во многих отраслях народного хозяйства. В случае неоднородного распределения температуры имеющийся значительный собственный магнитный момент обеспечивает сильное пондеромоторное взаимодействие МЖ с градиентным магнитным полем. Иными словами, в неизотермической МЖ, находящейся в гравитационном и неоднородном магнитном полях, существует два механизма возбужде- [c.15]

В некоторых случаях, указанных, в частности, в 1, конечномерные гидродинамические модели, полученные методом Галеркина, сохраняют фундаментальные свойства исходных уравнений движения. В этом параграфе будут построены простейшие конечномерные аналоги основных уравнений гидродинамики несжимаемой жидкости, т, е. уравнений Эйлера движения идеальной однородной жидкости, уравнений Буссинеска движения идеальной неоднородной жидкости в гравитационном поле и уравнений магнитной гидродинамики (МГД). Модели имеют удобную механическую интерпретацию и названы простейшими [c.26]

Своеобразные гравитационные волны могут распространяться внутри несжимаемой жидкости. Их происхождеине связано с вызываемой наличием поля тяжести неоднородностью жидкости ее [c.62]

Гравитационным свободным движением жидкости называют движение (конвекцию) под действием гравитационного поля при неоднородном поле плотности жидкости. Частица жидкости с меньшей плотностью, чем окружающая жидкость, будет испытывать воздействие архимедовой силы и всплывать . Причиной уменьшения плотности всплывающей частицы жидкости чаще всего является ее нагрев. [c.393]

Термодииа иическая система называется гомогенной (однородной), если ее интенсивные свойства одинаковы во всех частях системы, и гетерогенной (неоднородной), если хотя бы некоторые из них в пределах системы изменяются скачком. Гомогенная система может быть анизотропной, т. е. иметь свойства, зависящие от направления, как, например, упругие или оптические константы многих монокристаллических тел. Непрерывными будем называть такие системы, свойства которых являются непрерывной функцией координат. Примером служит газ в силовом гравитационном поле давление, плотность и другие свойства такого газа зависят от расстояния до источника поля (см. 18). В дальнейшем под системой, если не оговорено специально, понимается гомогенная система. [c.12]

Естественная (свободная) конвекция возникает под действием неоднородного поля внешних массовых сил (сил гравитационного, инерционного, магнитного или электрического поля), приложенных к частицам жидкости внутри системы. Вьшужзенная конвекция возникает под действием внешних поверхностных сил, приложенных на границах системы, или под действием однородного поля массовых сил, действующих в жидкости внут]ти системы. Вынужденная конвекция может осуществляться также за счет запаса кинетической энергии, полученной жидкостью вне рассматриваемой системы. [c.94]

Свободное движение возникает за счет неоднородного распределения в рассматриваемой жидкости массовых (объемных) сил. Таким силами являются сийа тяжести, центробежная сила и силы за счет наведения в жидкостй электромагнитного поля высоко-й напряженности. Наиболее хорошо изучено свободное движение жидкости, вызванное гравитационными силами. [c.231]

Движение горизонтальных крутильных весов в неоднородном симметричном гравитационном поле при наличии флуктуацион-ного воздействия описывается системой пелипейных стохастических дифференциальных уравнений вида [78] [c.82]

Милюков В. К. Теория движения крутильной системы в неоднородном гравитационном поле под воздействием случайных помех.— В кн. Проблемы теории гравитации и элементарных частиц. М. Эиер-гоиздат, 1981, вып. 12, с. 128—140. [c.251]

По мере приближения к этой точке в результате аномального роста восприимчивости системы к внешним воздействиям появляются неоднородности, которые искажают экспериментальные данные и могут приводить к неоднозначным выводам и их интерпретации. Вблизи критической точки большую роль играет воздействие гравитационного поля, в результате чего плотность жидкости изменяется по высоте сосуда, и потому его высота должна быть существенно меньше диаметра. Дополнительные искажения вносятся и другими неоднородностями, вызванными градиентами температур, большими временами установления термодинамического равновесия, например выравни- [c.7]

Решенке. Ориентируя ось г вдоль магнитного поля, а ось х вдоль гравитационного, которое также является иаправлеинем неоднородности плазмы, запишем кинетическое уравнение в виде [c.130]

Еще в конце восьмидесятых годов я резко переключился на новую для меня тематику — я заинтересовался бароэлектрическим эффектом — эффектом перераспределения зарядов, вызываемым неоднородностями внутренних напряжений в среде. На эту тему и сейчас мало написано, а тогда и вообще таких работ почти не было, да и из них я знал не все. Из их числа меня особо заинтересовали замечательные эксперименты, которые провел еще в 1911 г. Петр Николаевич Лебедев, чтобы проверить гипотезу Сазерленда об электрической поляризации под действием гравитационного поля. У меня тогда появилось мнение, что дело не в непосредственном воздействии гравитации, а в вызываемых ею перепадах давлений. [c.371]

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]

Среди предположений, сделанных при выводе этих формул, весьма существенна гипотеза лагранжевой инвариантности переносимой субстанции. Как было упомянуто выше, для химически активной газовой смеси, стратифицированной в гравитационном поле, указанная гипотеза в общем случае не справедлива, и в соотношения (3.3.19 ), (3.3.3 ) и (3.3.15 ) необходимо вводить поправку, учитывающую влияние неоднородного распределения энтропии (температуры) и состава на эффективность турбулентного перемешивания. Такого рода поправка к турбулентным коэффициентам переноса в многокомпонентной смеси может быть найдена, вообще говоря, при использовании так называемой К-теории многокомпонентной турбулентности (см. разд. 4.3.9.). В однородной стратифицированной среде (например, в хорошо перемешанной нижней атмосфере планеты) этот эффект возникает только из-за имеющихся вертикальных градиентов температуры в отдельных областях пространства, благодаря чему появляются дополнительные силы плавучести архимедовы силы) способствующие, или препятствующие образованию энергии турбулентности (см. 4.2). Для учета этого факта Прандтлем был предложен безразмерный критерий- градиентное число Ричардсона Ш = ( / < Т >)(< Т >,3+ gl <Ср >)/(< >,з) (см. формулу (4.2.32)). Исходя из соображений теории подобия, естественно предположить, что все безразмерные характеристики турбулентного потока являются определенными функциями числа / I. Для того, чтобы учесть влияние сил плавучести в соотношениях (3.3.20), (3.3.3 ) и (3.3.15 ), можно использовать следующие поправки к масштабу Ь [c.159]

Суш ественно дополнены новыми задачами главы 1, 4, б, 7. В главу 1 введен новый раздел Космодинамика . Здесь собраны задачи, в которых вектор Лапласа используется для анализа коррекции траектории космического аппарата в пространстве и относительного движения в окрестности траектории космического аппарата. Приведено решение задачи о движении в космосе с малой тягой и задача о гравитационном ударе при облете планеты. Изложены решения задачи двух тел, упругого рассеяния частиц, ограниченная задача трех тел, рассмотрен вклад Луны в ускорение свободного падения. В главу б вошли задачи о движении маятника Пошехонова, гирокомпаса, кельтского камня, гироскопической стабилизации и пределе Роша. Раздел Электромеханика содержит 20 задач, в которых рассмотрены бесконтактные подвесы, космическая электростанция, униполярный генератор Фарадея, электромагнит, асинхронный двигатель, проводники во враш аюш емся магнитном поле, движение диэлектриков и парамагнетиков в неоднородном поле. [c.5]

Движение атомов через резонатор атомно-резонаторный микроскоп. Подход, основанный на оптических резонаторах, был впервые зазработан группой Кимбла, который в настоящее время работает в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Они продемонстрировали так называемое вакуумное расщепление Раби в оптической области. Совсем недавно они использовали оптический резонатор с большим р-фактором для измерения движения атомов в поле стоячей световой волны. Отдельные атомы выпускались из магнито-оптической ловушки (МОЛ) в гравитационном поле, как показано на рис. 1.15. Такая ловушка использует силы, действующие на атом из-за взаимодействия дипольного момента с неоднородным магнитным полем. После того как ловушка выключена, атомы падают, пролетая через зезонатор. Так как расстояние между двумя зеркалами чрезвычайно мало, порядка 100 мкм, большинство атомов не попадает во входную щель. Несмотря на это, несколько атомов оказываются в резонаторе. Лазер накачивает в резонатор излучение, а фотодетектор регистрирует прошедший свет. Из-за сильной связи с полем атомы меняют интенсивность прошедшего излучения, и попадающий на детектор световой поток уменьшается в то время, когда атом пересекает резонатор, как показано на рис. 1.16. Таким способом можно наблюдать отдельные атомы, которые проходят через резонатор и взаимодействуют с его полем. [c.36]

Конвекция - процесс массопереноса в результате перемещения макрообъемов флюида (газа или жидкости). Конвекция может быть свободная (естественная), появляющаяся в поле действия гравитационных сил при наличии неоднородности плотности во флюиде, возникшей в результате действия градиентов температуры или химического потенциала. Вынужденная конвекция вызывается внешним механическим воздействием на среду. Капиллярная конвекция появляется в объемах жидкости со сврбодной поверхностью при наличии перепадов поверхностного натяжения, вызванных действием градиентов температуры (термокапиллярная конвекция) или химического потенциала поверхностноактивного вещества. [c.389]

Сравнение (10.164) с (10.160) показывает, что распространение световой волны в 5, где присутствует устранимое гравитационное поле, аналогично распространению световой волны в инерциальной системе при наличии неоднородной преломляющей среды. Единственное отлячне в том, что пространственная геометрия в системе отсчета Я, соответствующей 5, может быть неевклидовой. Согласно основному постулату ОТО, нет существенной разницы между устранимыми и неустранимыми гравитационными полями. Поэтому (10.164) — (10.166) можно рассматривать как общие выражения, описывающие распространение монохроматической волны в гравитационном поле. Во многих важных случаях и в подходящих системах координат величины А, , в областях Й, больших по сравнению с длиной волны, практически постоянны, и можно применять приближение геометрической оптики. [c.284]

Конечно, 4зормула (109.5) верна независимо от того, является ли гравитационное поле фиктивным полем сил инерции или истинным гравитационным полем, создаваемым массами вещества. Но эта формула была получена для однородного гравитационного поля. Применяя обычный прием, распространим ее на случай произвольного неоднородного гравитационного поля. Для этого вообразим, что в системе отсчета 5о вдоль произвольной кривой АВ, соединяющей часы А V. В, раеставлены достаточно часто тождественные часы 1, 2, 3,. .., п. Гравитационное поле Ьежду каждыми соседними часами можно считать однородным и применить к ним формулу [c.664]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...