Численное моделирование мезомасштабных вихревых структур вблизи мощного горячего источника примеси в пограничном слое атмосферы
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.1.7Ключевые слова:
адвекция, перенос примеси, двумерная модель, математическое и численное моделирование, вихрьАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
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.
###
Aristov S.N., Svarc K.G. Vihrevye tecenia advektivnoj prirody vo vrasausemsa sloe zidkosti. - Perm’: Perm. un-t, 2006. - 155s.
Svarc K.G., Sklaev V.A. Rasprostranenie primesi v atmosfere ot antropogennogo istocnika pri uslovii intensivnogo nagreva // Mezdunarodnaa konferencia <>: Tez. dokl. (Moskva, 20 - 23 iuna 2005 g.) - M.: IPMeh, 2005.- S. 319 - 322.
Kibel’ I.A. Nekotorye novye zadaci gidrodinamiceskogo kratkosrocnogo prognoza pogody // Tr. Gidrometcentra SSSR. - 1964. - Vyp. 3. - S. 3-18.
Alekseeva L.I., Vel’tisev N.F. Vertikal’nyj perenos konservativnoj primesi v nestacionarnom konvektivnom pogranicnom sloe atmosfery // Meteorologia i gidrologia. - 2007. - No 7. - S. 16-28.
Vel’tisev N.F. Konvekcia v nestacionarnom pogranicnom sloe so sdvigom vetra // Meteorologia i gidrologia. - 2005. - No 6. - S. 15-28.
Vul’fson A.N. Nestacionarnaa avtomodel’naa konvekcia v nejtral’noj atmosfere nad tocecnym istocnikom tepla i konservativnoj primesi // Meteorologia i gidrologia. - 2001. - No 1. - S. 34-49.
Vul’fson N.I., Levin L.M. Issledovanie rasprostranenia strui meteotrona v oblacnoj srede primenitel’no k aktivnym vozdejstviam // Trudy IPG. - 1981. - Vyp. 46. - S. 50-68.
Korakov S.A., Lebedeva T.N. Trehmernaa cislennaa model’ konvektivnogo izolirovannogo oblaka // Trudy IPG. - 1983. - Vyp. 45. - S. 3-20.
Zimin V.D., Levina G.V., Moiseev S.S., Starcev S.E., Svarc K.G. Ob odnom fiziceskom mehanizme generacii krupnomasstabnyh struktur pri turbulentnoj konvekcii // Izvestia RAN. Mehanika zidkosti i gaza. - 1996. - No 5. - S. 20-29.
Batalov V.G., Suhanovskij A.N., Frik P.G. Eksperimental’noe issledovanie spiral’nyh valov v advektivnom potoke, natekausem na goracuu gorizontal’nuu poverhnost’ // Izvestia RAN. Mehanika zidkosti i gaza. - 2007. - No 4. - S. 50-60.
Penenko V.V., Aloan A.E. Modeli i metody dla zadac ohrany okruzausej sredy. - Novosibirsk: Nauka, 1985. - 256s.
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.
Aristov S.N., Frik P.G. Krupnomasstabnaa turbulentnost’ v tonkom sloe neizotermiceskoj vrasausejsa zidkosti // Izvestia AN SSSR. Mehanika zidkosti i gaza. - 1988. - No 4. - S. 48-55.
Svarc K.G. Dvumernaa model’ mezomasstabnyh atmosfernyh processov nad krupnym promyslennym gorodom // <>: Sb. naucnyh trudov IVT SO RAN. - Novosibirsk, 1995. - No 13. - S. 326-335.
Svarc K.G., Sklaev V.A. Modelirovanie processov perenosa primesi v svobodnoj atmosfere s pomos’u kvazitrehmernoj modeli // Meteorologia i gidrologia. - 2000. - No 8. - S. 44-54.
Aristov S.N., Svarc K.G. Evolucia vetrovoj cirkulacii v neizotermiceskom okeane // Okeanologia. - 1990. - T. 30. - Vyp. 4. - S. 562-566.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2009 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
