Головна » 2020 » Июль » 8 » ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УРАГАНОВ И ЕГО ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

---

14:20 ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УРАГАНОВ И ЕГО ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Попытки воздействия на сформировавшийся ураган предпринимались в 70-е годы ХХ века, как частными фирмами, так и в рамках национальной программы США после успешных опытов распыления йодистого серебра в переохлажденной жидкости, что стимулировало выпадение осадков. Однако применительно к ураганам этот метод в лучшем случае уменьшал их интенсивность на 30% и был признан неэффективным. В настоящее время считается, в частности ведущими специалистами Гудзоновского института, что бороться с ураганами невозможно и предлагаются пассивные методы обороны, например, постройка низкоэтажных зданий, укрепление дамб и.т.д. Это мнение совершенно справедливо для набравших силу ураганов, несущих энергию взрыва нескольких водородных бомб и в целом сравнимых с энергией таких титанов, как ответвления теплых течений Гольфстрим, Куросиво. Кинетическая энергия крупного тропического циклона составляет до 10% всей кинетической энергии Северного полушария. Тем не менее, эффективное управление ураганами возможно на начальных стадиях их формирования. Катастрофичности последствий ураганов можно избежать, если стимулировать их зарождение вдали от населенных регионов, а так же если организовать их более частое возникновение, при этом мощность каждого из них будет меньше. Известно, что ураганы зарождаются из тропических депрессий при появлении замкнутых изобар, но лишь 10% таких образований получают дальнейшее развитие. Это позволяет говорить о трудности рождения будущих гигантов и возможности подавления или инициирования их на начальной стадии. Аналогия провоцирования возникновения ураганов имеется – это создание искусственных землятресений путем направленных взрывов в зону тектонической неустойчивости. То же самое, но в рамках атмосферной неустойчивости можно делать с ураганами. Физическое моделирование ураганов, крайне желательное для такого сложного явления, до настоящего времени не предложено и неизвестны пути его осуществления. В предложенной работе разработан и выполнен действующий макет лабораторной установки, позволяющий реализовать структуру урагана с его характерными особенностями: оком урагана, конусообразными лепестками, движение воздух в которых частично замкнуто и происходит по спирали. В макете можно измерять аэродинамические усилия и наблюдать вихреобразование. Обнаружены ранее неизвестные явления – нелинейность аэродинамических характеристик, раскрытие лепестков урагана с переходом их в приповерхностный ветер, акустический спектр, сопровождающий зарождение урагана, а так же возможность скачкообразного перехода от приповерхностного ветра к урагану.На макете выявлены области неустойчивости урагана и область его самостабилизации, когда даже значительные внешние воздействия не приводят к его разрушению. Приведены описание и схема макета, графики аэродинамических усилий, сравнение с вертикальным сечением реального урагана. Дано фото макета с визуализацией вихревых потоков методом шелковинок. Предложенный подход, как зачастую бывает, позволяет результаты исследований применять в технике: приповерхностный ветер, представляющий узкий интенсивный поток, использовать для воздушного охлаждения, а аэродинамические характеристики урагана – для оптимизации построения антикрыльев и обводов корпуса скоростных автомобилей. Работа может быть положена в основу государственной программы по борьбе с ураганами, или частной инициативы, как при исследовании ураганов, так и в разработке технических устройств на базе их макетирования.

Просмотров: 454