Численное моделирование мезомасштабных вихревых структур вблизи мощного горячего источника примеси в пограничном слое атмосферы
Автор: Шварц Константин Григорьевич, Шкляев Владимир Александрович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.2, 2009 года.
Бесплатный доступ
На основе трехмерной модели конвекции построена новая квазидвумерная модель распространения примеси от мощного теплового источника (на примере возгорания нефти) с учетом неоднородности турбулентной диффузии над источником и вне его. На основе метода параметризации мелкомасштабной турбулентности определены граничные условия и коэффициенты модели. Представлены результаты численных расчетов, показавшие, что вследствие линейного и нелинейного воздействия неоднородного горизонтального градиента температуры вблизи теплового факела в нижней атмосфере формируется мощное вихревое движение над местом возгорания нефти. Показано, что характеристики вихрей и их число определяются величиной коэффициентов турбулентного обмена вне источника и над источником тепла, а также что формируемое поле ветра существенно влияет на характер распространения примеси в окрестности источника.
Адвекция, перенос примеси, двумерная модель, математическое и численное моделирование, вихрь
Короткий адрес: https://sciup.org/14320461
IDR: 14320461
Список литературы Численное моделирование мезомасштабных вихревых структур вблизи мощного горячего источника примеси в пограничном слое атмосферы
- Аристов С.Н., Шварц К.Г. Вихревые течения адвективной природы во вращающемся слое жидкости. -Пермь: Перм. ун-т, 2006. -155с.
- Шварц К.Г., Шкляев В.А. Распространение примеси в атмосфере от антропогенного источника при условии интенсивного нагрева//Международная конференция «Потоки и структуры в жидкостях»: Тез. докл. (Москва, 20 -23 июня 2005 г.) -М.: ИПМех, 2005.-С. 319 -322.
- Кибель И.А. Некоторые новые задачи гидродинамического краткосрочного прогноза погоды//Тр. Гидрометцентра СССР. -1964. -Вып. 3. -С. 3-18.
- Алексеева Л.И., Вельтищев Н.Ф. Вертикальный перенос консервативной примеси в нестационарном конвективном пограничном слое атмосферы//Метеорология и гидрология. -2007. -№ 7. -С. 16-28.
- Вельтищев Н.Ф. Конвекция в нестационарном пограничном слое со сдвигом ветра//Метеорология и гидрология. -2005. -№ 6. -С. 15-28.
- Вульфсон А.Н. Нестационарная автомодельная конвекция в нейтральной атмосфере над точечным источником тепла и консервативной примеси//Метеорология и гидрология. -2001. -№ 1. -С. 34-49.
- Вульфсон Н.И., Левин Л.М. Исследование распространения струи метеотрона в облачной среде применительно к активным воздействиям//Труды ИПГ. -1981. -Вып. 46. -С. 50-68.
- Коряков С.А., Лебедева Т.Н. Трехмерная численная модель конвективного изолированного облака//Труды ИПГ. -1983. -Вып. 45. -С. 3-20.
- Зимин В.Д., Левина Г.В., Моисеев С.С., Старцев С.Е., Шварц К.Г. Об одном физическом механизме генерации крупномасштабных структур при турбулентной конвекции//Известия РАН. Механика жидкости и газа. -1996. -№ 5. -С. 20-29.
- Баталов В.Г., Сухановский А.Н., Фрик П.Г. Экспериментальное исследование спиральных валов в адвективном потоке, натекающем на горячую горизонтальную поверхность//Известия РАН. Механика жидкости и газа. -2007. -№ 4. -С. 50-60.
- Пененко В.В., Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды. -Новосибирск: Наука, 1985. -256с.
- Schwarz K.G., Shklyaev V.A. Modeling the propagation of cold contaminent in atmosphere following accidental spilling of volatile liquid//Fluxes and Structures in Fluids -2003. International Conference: Selected Papers edited by Yu.D. Chashechkin and V.G. Baydulov. -Moscow: Institute for Problems in Mechanics of the RAS, 2004. -P. 172-175.
- Аристов С.Н., Фрик П.Г. Крупномасштабная турбулентность в тонком слое неизотермической вращающейся жидкости//Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. -1988. -№ 4. -С. 48-55.
- Шварц К.Г. Двумерная модель мезомасштабных атмосферных процессов над крупным промышленным городом//«Вычислительные технологии»: Сб. научных трудов ИВТ СО РАН. -Новосибирск, 1995. -№ 13. -С. 326-335.
- Шварц К.Г., Шкляев В.А. Моделирование процессов переноса примеси в свободной атмосфере с помощью квазитрехмерной модели//Метеорология и гидрология. -2000. -№ 8. -С. 44-54.
- Аристов С.Н., Шварц К.Г. Эволюция ветровой циркуляции в неизотермическом океане//Океанология. -1990. -Т. 30. -Вып. 4. -С. 562-566.
