Физическое моделирование магнитогидродинамических процессов развития мощных тропических циклонов

DOI: 10.34759/trd-2019-109-7

Авторы

Гридин В. Н.^*, Смахтин А. П.^*

Центр информационных технологий в проектировании РАН, ул. Маршала Бирюзова, 7а, Одинцово, Московская область, 143003, Россия

*e-mail: info@ditc.ras.ru

Аннотация

Тропические циклоны относятся к наиболее разрушительным стихийным бедствиям на Земле, вызывающим многочисленные человеческие жертвы и разрушения инженерных сооружений в районах, подвергшихся их воздействию. Отсутствие, в настоящее время, адекватной модели процессов зарождения и развития тропических циклонов не позволяет разработать стратегию успешной борьбы с этими стихийными бедствиями.

В данной статье рассматривается физическая модель динамики мощных тропических циклонов как результат воздействия атмосферного электричества на первоначальный воздушный вихрь. Показана возможность создания модельной физической установки для исследования этого сложного природного явления на основе магнитогидродинамической модели протекающих процессов.

Ключевые слова:

атмосферное электричество, магнитогидродинамическое вращение, Z- и Ѳ-пинч, теория подобия магнитной гидродинамики, критерии подобия

Библиографический список

1. Минина Л.С. Практика нефанализа. – Л.: Гидрометеоиздат, 1970. – 336 с.

2. Аджиев А.Х., Купович Г.В. Атмосферно-электрические явления на Северном Кавказе. – Таганрог: Изд-во ТРГУ, 2004. – 122 с.

3. Бояревич В.В., Фрейберг Я.Ж., Щилова Е.И., Щербинин Э.В. Электровихревые течения. – Рига: Зинатне, 1985. – 315 с.

4. Kerry A. Emanuel. The Theory of Hurricanes // Annual Review of Fluid Mechanics, 1991, no. 23, pp. 179 – 191.

5. Vonnegut B. Electrical Theory of Tornadoes // Journal of Geophysical Research, 1960, vol. 65, no. 1, pp. 203 – 212.

6. Krasilnikov E.Yu. Electromagnetohydrodynamic Nature of Tropical Cyclones, Hurricanes, and Tornadoes // Journal of Geophysical Research, 1997, vol. 102, pp. 13571 – 13580.

7. Krasilnikov E.Yu. Electromagnetohydrodynamic Intensification Mechanism of Tropical and Extratropical Cyclones, Hurricanes and Tornadoes and Method of their Prevention // 7^th PAMIR International Conference on Fundamental and Applied MHD, Presqu´île de Giens – France, September 8 – 12, 2008.

8. Gridin V., Krasilnikov E. Suppression of powerful clouds and prevention of destructive tropical and extra-tropical cyclones, severe thunderstorms, tornadoes, and catastrophic floods. The International Emergency Management Society // 9-th Annual Conference Proceedings, Canada, 2002, pp. 354 – 366.

9. Гридин В.Н., Смахтин А.П. Моделирование методов активного подавления тропических циклонов на стадии их зарождения и развития // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2017. № 3 (188). С. 131 – 139.

10. Магнитогидродинамическая модель развития тропических циклонов и способов их подавления // Труды международной научно-технической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование систем» – М.: Планета, 2015. С. 65 – 69.

11. Боев А.Г. О вращении тропического циклона // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Плазменная электроника и новые методы ускорения. 2010. № 4. С. 193 – 198.

12. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974, – 712 c.

13. Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. – М.: Научный мир, 2009. – 692 с.

14. Бондур В.Г., Крапивин В.Ф. Космический мониторинг тропических циклонов. – М.: Научный мир, 2009. – 506 с.

15. Апполонов В.В., Плетнёв Н.В. Моделирование триггерной молнии в атмосфере // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=53468

16. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы : Эксперим. физика атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 462 c.

17. Ерохин Н.С., Зольникова Н.Н., Михайловская Л.А. К теории электромагнитных индикаторов тропических циклонов. – М.: Институт космичеcких исследований РАН, 1996. – 28 c.

18. Голицын Г.Г. Ураганы, полярные и тропические, их энергия и размеры, количественный критерий возникновения // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2008. Т. 44. № 5. С. 579 – 590.

19. Farrell W.M., Kaiser M.L., Desch M.D. et.al. Detecting electrical activity from Martian dust storms // Journal of Geophysical Research, 1999, vol. 104, no. 2, pp. 3795 −3801.

20. Black P.G., Black R.A. et al. Electrical Activity of the Hurricane. Preprints // 23rd Conference of Radar Meteorology and the Conference on Cloud Physics, American Meteorology Society, 1986, vol. 67, no. 5, pp.624 – 643.

21. Берюлев Г.П., Волков В.В., Литинецкий А.В. и др. Метеорологические аспекты исследовательских полетов в ураганах // Метеорология и гидрология. 1991. № 6. С. 5 – 13.

22. Наливкин Д.В. Ураганы, бури и смерчи. – Л.: Наука, 1969. – 487 с.

23. Black R.A., Hallett J. Electrification of the Hurricane // Journal of the Atmospheric Sciences, 1999, vol. 56, pp. 2004 – 2028.

24. Вихрев В.В., Брагинский С.И. Динамика Z-пинча. Вопросы теории плазмы. Вып. 10. – М.: Атомиздат, 1980. – 320 с.

25. Reasor P.D. et. al. Low-Wavenumber Structure and Evolution of the Hurricane Inner Core Observed by Airborne Dual-Doppler Radar // Monthly Weather Review, 2000, vol. 128, pp. 1653 – 1680.

26. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. – М.: Наука, 1969. – 824 с.

27. Кравчук М.О., Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В. Вопросы моделирования турбулентности для расчёта сверхзвуковых высокотемпературных струй // Труды МАИ. 2015. № 82. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=58536

28. Ларина Е.В., Крюков И.А., Иванов И.Э. Моделирование осесимметричных струйных течений с использованием дифференциальных моделей турбулентной вязкости // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75565

29. Харитонов А.М. Техника и методы аэродинамического эксперимента. Аэродинамические трубы и газодинамические установки. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2005. Ч. 1. – 220 с.

Скачать статью