Дифференциальная механика жидкостей: согласованные аналитические, численные и лабораторные модели стратифицированных течений - page 16

Рис. 2. Индустриальные выбросы в атмосферу в Южно-Сахалинске (19 сен-
тября 2011 г.)
очередь медленных (течения, обусловленные неоднородностями вер-
тикального потока плавучести (индуцированные диффузией на топо-
графии)), и внутренних волн.
Течения, индуцированные диффузией на топографии.
Под
действием силы тяжести неоднородные жидкости и газы легко рас-
слаиваются, причем более тяжелые слои опускаются под более легкие
(инверсии в атмосфере, сезонный и годовой пикноклины в океа-
не). Неоднородности вертикального молекулярного потока вещества,
вызванные непроницаемыми препятствиями в толще жидкости или
наклоном ее границ, создают горизонтальные градиенты плотности,
которые образуют течения даже при отсутствии дополнительных си-
ловых факторов. К их числу относятся горные и долинные ветры в
атмосфере или плотностные течения в океане, играющие важную роль
в переносе и перераспределении вещества. Пример наблюдения такого
течения в Южно-Сахалинске, визуализированного индустриальными
выбросами, приведен на рис. 2.
В предрассветные часы пар и дым из трубы ТЭЦ переносится на-
право в форме типичной турбулентной струи. Струи пара из градирен
слева от трубы поднимаются вертикально и несколько сближаются с
высотой. Неподвижное облачко пара, которое располагается не над
струями, а смещено влево, свидетельствует, что ветер выражен только
в относительно тонком слое вблизи поверхности Земли. Темный дым
из трубы котельной сносится влево, причем довольно быстро клу-
бы трансформируются в полосчатые структуры, вытянутые по ветру.
Концентрация дыма вдоль слоев изменяется немонотонно.
Общая структура изображения типична для стратифицированных
течений, в которых силы плавучести подавляют вертикальное движе-
82
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 6
1...,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,...29
Powered by FlippingBook