Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Численное моделирование активного воздействия на теплые и переохлажденные туманы : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 25.00.30

Год: 2005

Номер работы: 306681

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ исследования. Анализ существующего положения физики образования и развития туманов и низких слоистых облаков в естественных условиях и при активном воздействии (АВ) с целью их рассеяния показывает, что в этой области имеется ряд нерещенных вопросов, которые требуют проведения дальнейших экспериментальных и теоретических исследований. В современных условиях роль численного моделирования в исследовании различных проблем физики туманов и облаков остается актуальной. Создание более эффе

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАССЕЯНИЯ ТУМАНОВ Вопросы рассеяния туманов были и остаются актуальными. Особенно остро эта проблема стоит в наше время в связи с появлением высокоскоростных транспортных средств различного назначения. Также туманы препятствуют решению многих народнохозяйственных вопросов. Для решения всех этих проблем необходимо проведение дальнейших теоретических и экспериментальных исследований по физике образования и эволюции туманов различных типов, а также по акти

1.1 Физика туманов различных типов Основными физическими факторами, приводящими к образованию тумана, являются изменение температуры и абсолютной влажности воздуха, при котором происходит насыщение воздуха и последующая конденсация водяного пара. Согласно [43], для его возникновения необходимо не только насыщение, но и незначительное пересыщение воздуха, чтобы часть водяного пара сконденсировалась и создала определенную водность тумана. Однако, по данным других литературных источников достато

1.2 Анализ методов рассеяния туманов. Отдельные разработки методов активного воздействия на облака и туманы в нашей стране были начаты в 1921 г. В.И.Виткевичем и несколько позднее Б.П.Вейнбергом. С 1931 г. исследования по этой проблеме, проводившиеся под руководством В.Н.Оболенского, были значительно расширены. Первые работы в направлении теоретического обоснования возможности активного воздействия на облака и туманы были выполнены в 30 - 40-х годах В.Н.Оболенским, В.В.Базилевичем, В.Я.Никанд

1.3 Влияние "коллективного эффекта" на рассеяние туманов "Коллективный эффект" заключается в увеличении скорости падения системы частиц с достаточно высокой счетной концентрацией, вызванной их аэродинамическим взаимодействием. Этот физический эффект лежит в 38 основе инициирования нисходящего потока облачного образования, способствующего его рассеянию [32, 94]. Изучению нисходящих потоков, возникающих при движении системы частиц высокой концентрации под действием внешних

1.4 Численные модели расчета туманов и АВ на них Поскольку туманы и облака представляют собой сложную систему с многочисленными трудностями для практических исследований процессов, происходящих в них, на вооружении ученых имеется много различных приближенных математических (аналитических, графических, численных) методов (например, метод последовательных приближений, Эйлера, Адамса, Рунге-Кутта, Милна, Крылова, Чаплыгина и др. [12, 18]) с различной 40 степенью точности. Даже при наличии этих м

ГЛАВА 2 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО РАССЕЯНИЮ ТЕПЛЫХ ТУМАНОВ ИСКУССТВЕННЫМИ КАПЛЯМИ В настоящей главе приводятся методика и результаты расчетов по оценке вымывания капель тумана искусственными водяными каплями и рассеяния тумана тепловым и динамическим методами. Рассматривается туман с начальной концентрацией капель 9 • 10^ м'^ и размерами в диапазоне от 1 до 16 мкм, а также искусственные капли с радиусами 300, 600, 1000, 1800 мкм и концентрациями Ю'', 5-10^ и 10'* м'^. При активном воздействии ва

2.1 Методика расчетов вымывания частиц тумана искусственными каплями Модель построена в предположении падения искусственных капель радиусом Г сквозь туман, состоящий из микронных капель с функцией 2 распределения по размерам fi(r) [33, 34, 51, 63]. Убыль мелких капель при коагуляции с искусственными каплями описывалась выражением [50, 101]: Щ^ Ot = -Um)•]к{m,m^)^f,{m')dm^, о (

2.1) где fi(m) - функция распределения по массам капель тумана; f2(m) - функция распределения по массам ис

2.2 Результаты расчетов рассеяния тумана при распылении искусственных капель На основе изложенной выше методики и представленных алгоритмов были выполнены расчеты по рассеянию тумана с различными характеристиками. В таблицах 4 и 5 представлены характеристики искусственных капель и монодисперсного тумана. Для искусственных капель радиусом 300 мкм при концентрации 10 м" водность составляет 0,113 г/м"', для концентраций 5 • 10^ м' и 10"* м" она, соответственно, принимает зна

2.3 Устройства для создания искусственных капель воды Искусственные капли могут быть созданы различными устройствами как воздушного, так и наземного базирования разбрызгиванием воды. В первом случае вода выливается из резервуара, установленного в самолете или вертолете, и разбрызгивается естественным образом под влиянием аэродинамического сопротивления воздуха при полете самолета или вертолета. В этом случае выход воды может регулироваться различными насадками в зависимости от выполняемой за

2.4 Методика и результаты расчетов рассеяния туманов тепловым методом Известно, что АВ на туманы с целью их рассеяния проводятся в основном в аэропортах, морских и речных портах, на автодорогах и т.д. Для осуществления таких работ необходимо проведение оценочных расчетов по выявлению наиболее эффективных способов АВ. Данный раздел посвящен оценке возможности прогрева теплого тумана над ВПП с применением различных источников тепла (бензин, керосин и др.). Пусть в начальный момент времени to аэ

2.5 Методика и результаты расчетов рассеяния туманов динамическим методом При динамическом методе рассеивание тумана происходит за счет опускания и одновременного вовлечения ненасыщенного воздуха из верхних слоев в нижние с помощью системы устройств (компрессоры, вентиляторы и т.д.), выкачивающих воздух (туман) из просветляемой зоны. Данный метод может применяться переохлажденные туманы. для воздействия на теплые и Для рассеяния тумана на определенной площади, в частности над ВПП, с помо

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО РАССЕЯНИЮ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ ТУМАНОВ КРИСТАЛЛИЗУЮЩИМИ РЕАГЕНТАМИ Проблема выбора необходимой дозировки реагента для рассеяния переохлажденных туманов существует давно. В главе приведены методика численного моделирования процесса рассеивания переохлажденного тумана искусственными ледяными кристаллами с использованием детальных уравнений и результаты расчетов. Получены уточненные данные по изменению времени просветления тумана, размеров ледяных кристаллов и МДВ в з

3.1 Микрофизические процессы образования кристаллов из водяного пара В связи с применением искусственных кристаллов при воздействии на туман представляет интерес рассмотреть образование и дальнейшее развитие в атмосфере ледяной фазы и динамику системы ледяных кристаллов и переохлажденных капель воды. Несмотря на то, что заметного переохлаждения больших масс воды, например в озерах и прудах, не наблюдается [86], капли тумана и облаков обычно существуют в жидком состоянии при температурах значи

3.2 Методические аспекты АВ на туман кристаллизующим реагентом Основным экономическим стимулом активного воздействия на туман является тот факт, что туман в аэропортах препятствует взлету и посадке самолетов. Подавляющее большинство работ по воздействию на туман во многих странах мира ведется в аэропортах. Контрольной величиной в тумане является МДВ. Обычно целью прояснения тумана является улучшение видимости для систем посадки (в пределах I - III категорий) вдоль конечной части траектории

3.3 Методика расчетов Рассеяние переохлажденных туманов достаточно эффективно осуществляется при внесении в них сравнительно небольшого числа ледяных кристаллов. Физика воздействия заключается в том, что вследствие разности парциального давления насыщенного водяного пара над водой и льдом происходит быстрая перегонка пара с капель на кристаллы. При этом, если концентрация ледяных кристаллов существенно меньше, чем капель, то перераспределение взвешенной в воздухе воды с большего числа частиц