Пособие основано на материалах одноименного курса лекций, который читался более 10 лет студентам 4-го курса кафедры метеорологии и климатологии географического факультета МГУ. Приведены необходимые сведения из геофизической гидродинамики: выводится система динамических уравнений в упрощениях Буссинеска, изложены критерии подобия, а также размерные константы, часто встречающиеся в задачах мезометеорологии. Основная часть пособия посвящена конвективным течениям, мезомасштабной структуре синоптических образований и местным ветрам. Рассмотрение всех мезомасштабных процессов начинается с данных наблюдений, преимущественно спутниковых и радиолокационных, и завершается гидродинамической теорией. Большинство мезомасштабных циркуляций трактуется как реализация соответствующего типа гидродинамической неустойчивости или сверхкритического режима течения. Наряду с выводами линейной теории приводятся результаты численных расчетов на основе нелинейных систем уравнений гидродинамики. Отдельный параграф посвящен мезомасштабным моделям, получившим широкое применение в практике прогноза погоды и в исследовательских задачах. Кроме того, в пособии рассмотрены закономерности взаимодействия мезомасштабных и синоптических процессов, и методы параметризации мезомасштабных процессов в моделях общей циркуляции атмосферы.
Пособие предназначено для студентов старших курсов географических факультета МГУ.
Книга состоит из трех частей. В первой части рассматриваются основные свойства и различные варианты методов конечных разностей, конечных элементов и спектральных методов, а также ряд специальных приближенных методов решения уравнений гидромеханики. Во второй и третьей частях излагаются многочисленные примеры практического применения этих методов для расчетов ламинарных и турбулентных течений сжимаемой и несжимаемой жидкости. Многие изложенные в книге методы нашли широкое применение в задачах численных прогнозов погоды и моделирования климата.
Для гидродинамиков и специалистов геофизического профиля, использующих численные методы моделирования течений жидкости.
Рассматриваются вопросы релятивистской кинетики и гидродинамики (газодинамики). Излагаются физические особенности, которые вносит релятивизм в кинетику и гидродинамику. Особое внимание обращено на относительно простые, но принципиальные задачи релятивистской кинетики и гидродинамики.
Подробно рассматриваются кинетика прохождения фотонов и быстрых электронов через поля излучения и магнитные поля, а также релятивистский разлет жидкости (газа) в вакуум. Решения сформулированных здесь задач прилагаются к космическим объектам: квазарам, пульсарам, взрывам черных дыр и т. п. Релятивистская гидродинамика также применяется к интерпретации множественного образования элементарных частиц.
Для аспирантов и специалистов, работающих в области гидродинамики (газодинамики), астрофизики и физики элементарных частиц.
Рассмотрены вопросы, связанные с моделированием тепловых и гидродинамических процессов в системе «провод – ледяная оболочка – воздух», протекающих при плавлении гололеда на проводах. Проблема нарастания ледяной оболочки на поверхности проводов линии электропередач известна давно, и ее решению посвящено много работ в области контроля нарастания гололеда, технических средств борьбы с этим явлением. В последнее время появляются работы, посвященные системам плавки, функционирующим без отключения линий от потребителей, что повышает надежность и бесперебойность энергоснабжения, снижает экономические потери от недоотпуска продукции при перерывах электроснабжения. Процесс плавки гололеда может протекать в условиях нагрева проводников током большой величины до установившейся положительной температуры, при которой разрушается ледяная оболочка. При этом переключение в режим плавки осуществляется на короткий промежуток времени. Альтернативой такому способу является совмещение электроснабжения потребителей и плавки гололеда. В этом случае мощности тепловыделения в проводах меньше, время плавки увеличено, но не требуется отключение потребителей. Проблема сохранения линии в рабочем режиме передачи электрической энергии потребителям решается дополнительной загрузкой линии реактивными токами с помощью подключения определенной индуктивной нагрузки. Увеличение токов и мощности, поступающих от питающего трансформатора в линию, должно быть технически реализуемо, чтобы не перегрузить источник и не вызвать его отключение. В связи с ограничениями мощности требуется проведение точных расчетов тепловых процессов для определения приемлемых режимов расплавления ледяного слоя. Рассмотрено комплексное моделирование термогидродинамических процессов в системе «провод – ледяная оболочка – воздух» и несколько способов определения коэффициентов конвективного теплообмена на границах проводника при различных скоростях ветра.
Еще десять лет тому назад опубликование сборника работ, в котором были бы объединены исследования по квантовой теории поля с исследованиями по гидродинамике и статистической физике, было невозможно.
В настоящее же время методы квантовой теории поля естественно проникают в гидродинамику релятивистских систем и в статистические проблемы. Появляются и работы, в которых методы квантовой теории поля применяются к исследованию турбулентности в нерелятивистской сплошной среде.
В настоящем томе публикуются работы сотрудников Теоретического отдела ФИАН, выполненные в разное время и связанные с широким кругом проблем гидродинамики, квантовой статистики и квантовой теории полей.
В книге приведены результаты исследований и методы расчета тепло-, массообмена и гидродинамических характеристик в осесимметричных каналах при местной закрутке потока.
Представлены подробные сведения по локальным, интегральным и турбулентным характеристикам внутренних закрученных потоков в цилиндрических, сужающихся и расширяющихся каналах при различных граничных и геометрических условиях. Приведены законы трения, тепло- и массообмена, уравнения для расчета основных локальных и интегральных характеристик закрученного потока.
Книга предназначена для инженеров авиационной промышленности.
Монография содержит общую постановку задачи гидродинамики морских баллистических ракет, вывод системы дифференциальных уравнений и кинематические соотношения, необходимые для описания пространственного движения ракет, движущихся внутри взволнованной жидкости. Получены общие выражения действующих на ракету гидродинамических сил и моментов через значения коэффициентов присоединенных масс ракеты и производных по времени от этих коэффициентов. Разработаны приближенные и численные методы расчета гидродинамических характеристик при режимах сплошного и кавитационного обтекания ракет, приведены результаты параметрических расчетов гидродинамических характеристик для наиболее характерных внешних обводов ракет. Исследованы газодинамические и тепловые процессы, протекающие при выходе ракеты из шахты.
Монография адресуется специалистам, работающим в области создания ракетных стартовых систем.
Рассматриваются вопросы релятивистской кинетики и гидродинамики (газодинамики). Излагаются физические особенности, которые вносит релятивизм в кинетику и гидродинамику. Особое внимание обращено на относительно простые, но принципиальные задачи релятивистской кинетики и гидродинамики.
Подробно рассматриваются кинетика прохождения фотонов и быстрых электронов через поля излучения и магнитные поля, а также релятивистский разлет жидкости (газа) в вакуум. Решения сформулированных здесь задач прилагаются к космическим объектам: квазарам, пульсарам, взрывам черных дыр и т. п. Релятивистская гидродинамика развивает элементарные методы многослойного анализа.
Для иллюстрации излагаются задачи гидродинамики (газодинамики) для ряда элементарных актов.
Рассматриваются вопросы релятивистской кинетики и гидродинамики (газодинамики). Излагаются физические особенности, которые вносит релятивизм в кинетику и гидродинамику.
Особое внимание обращено на относительно простые, но принципиальные задачи релятивистской кинетики и гидродинамики. Подробно рассматриваются кинетика прохождения фотонов и быстрых электронов через поля излучения и магнитные поля, а также релятивистский разлет жидкости (газа) в вакуум.
Решения сформулированных здесь задач прикладываются к космическим объектам: квазарам, пульсарам, взрывам черных дыр и т. п. Релятивистская гидродинамика также применяется к исследованию множества проблем образования элементарных частиц.
Для специалистов книга интересна, работая в области гидродинамики (газодинамики), астрофизики и физики элементарных частиц.
В книге впервые рассмотрены теоретические вопросы переноса количества движения вещества и энергии в двухфазных системах с неизвестной свободной границей (пленочное и струйное течения) применительно к химической технологии.
Приведены оригинальные результаты теоретических расчетов массообмена в волновой пленке жидкости и показаны причины высокой интенсивности процессов в наиболее перспективных высокопроизводительных массообменных аппаратах.
Предложен ряд оригинальных методов решения уравнений Навье—Стокса, энергетики, конвективной диффузии и теплопередачи.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов: математиков, теплофизиков, аэромехаников, физико-химиков и инженеров химиков-технологов.