Математическое моделирование формирования разности потенциалов при кристаллизации облачных капель с учетом фрактальности среды
Автор: Кумыков Тембулат Сарабиевич
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 3 т.10, 2017 года.
Бесплатный доступ
В работе рассмотрен механизм возникновения разности потенциалов при кристаллизации облачных капель в конвективных облаках с учетом фрактальной структуры среды. Моделирование процесса проводилось на основе дифференциального уравнения в частных производных дробного порядка. Показано, что возникновение разности потенциалов при кристаллизации капель в конвективных облаках существенно зависит не только от скорости роста льда и дисперсности пузырьков, но и от фрактальности среды, где протекает процесс. Приведены результаты моделирования, на основе численного решения построены графики в зависимости от различных значений управляющих параметров.
Облачная капля, фрактальная размерность, математическая модель, конвективное облако
Короткий адрес: https://sciup.org/147159438
IDR: 147159438 | УДК: 517.958 | DOI: 10.14529/mmp170302
Mathematical modelling of the formation of a difference in the potentials during crystallization of cloud droplets in view of fractal media
In this paper, we consider the mechanism of a potential difference occurrence while cloud drops are crystallizing in the convective clouds. Differential equations of fractional order have been applied. We have shown the occurrence of the potential difference at droplets crystallization in the convective clouds essentially depends not only on the rate of the ice growth and dispersion of the bubbles, but also on the fractal environment. Simulation results based on the numerical solution of the graphs depending on different values of the governing parameters.
Список литературы Математическое моделирование формирования разности потенциалов при кристаллизации облачных капель с учетом фрактальности среды
- Iudin, D.I. Fractal Dynamics of Electric Discharges in a Thundercloud/D.I. Iudin, V.Y. Trakhtengerts, M. Hayakawa//Physics Review E. -2003. -V. 68. -P. 016601.
- Мареев, Е.Л. Современные проблемы исследования грозового электричества/Е.Л. Мареев, В.Ю. Трахтенгерц, Д.И. Иудин//Проектирование и технология электронных средств. -2004. -С. 7-16.
- Жекамухов, М.К. Об одном возможном механизме больших потенциалов при кристаллизации водных растворов/М.К. Жекамухов, М.М. Камбиев//Журнал физической химии. -1985. -Т. 10, № 11. -С. 2884-2886.
- Андреев, А.О. Облака: происхождение, классификация, распознавание/А.О. Андреев. -СПб.: Российский государственный гидрометеорологический университет, 2007.
- Рис, Ф. Анализ фрактальной размерности облаков с мощными конвективными токами/Ф. Рис, А. Вальдфогель//Фракталы в физике: тр. VI международного симпозиума по фракталам в физике. -Триест, 1985. -С. 644-649.
- Кумыков, Т.С. Математическое моделирование закона изменения заряда облачных капель во фрактальной среде/Т.С. Кумыков, Р.И. Паровик//Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. -2015. -Т. 10, № 1. -С. 12-17.
- Brownscombe, J.L. Experimental and Field Studies of Precipitation Particles Formed by the Freezing of Supercooled Water/J.L. Brownscombe, J. Hallett//Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. -1967. -V. 93, № 398. -P. 455-473.
- Атмосферно-электрические явления на Северном Кавказе/А.Х. Аджиев, Г.В. Куповых. -Таганрог: Таганрог, 2004.
- Кумыков, Т.С. Моделирование динамики заряда пузырьков во фрактальных облачных каплях/Т.С. Кумыков//Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. -2015. -Т. 1, № 6. -С. 23-27.
- Рехвиашвили, С.Ш. К определению физического смысла дробного интегро-дифференцирования/С.Ш. Рехвиашвили//Нелинейный мир. -2007. -Т. 5, № 4. -С. 194-198.
- Рехвиашвили, С.Ш. Формализм Лагранжа с дробной производной в задачах механики/С.Ш. Рехвиашвили//Письма в журнал технической физики. -2004. -Т. 30, № 2. -С. 33-37.
- Жекамухов, М.К. Электризация и пространственное разделение зарядов при выделении пузырьков воздуха в процессе коагуляционного роста градин в облаке. Часть I. Кинетика процесса выделения пузырьков при повышении температуры переохлажденных облачных капель/М.К. Жекамухов, Б.Г. Каров, Т.С. Кумыков//Метеорология и гидрология. -2008. -№ 11. -С. 44-52.
