Придуман новый способ описания вихрей торнадо
Исследователь из Московского государственного университета показал разработанный им новый способ описания турбулентных потоков. Эти хаотические потоки – основа вихрей, торнадо, сходов снежных лавин с гор и других стихийных бедствий. Именно для изучения этих процессов и предназначается новый метод.
Этот способ описывает турбулентные потоки с большим количеством дискретных включений. В торнадо такими включениями являются мелкие капли жидкости. Физики построили несколько моделей, в том числе модель одномерного пульсирующего потока в канале и трёхмерного течения в кубическом пространстве. Кроме того, предложенный метод учитывает не только показатели самого вихря, но и характер предшествующего движения капель. Новшество, конечно, было сравнено с классическими моделями описания вихрей, и это показало его существенное преимущество.
Новая разработка исследователей пригодится не только для изучения природных стихий вроде вихрей, пылевых бурь и других подобных явлений. Турбулентные течения (в том числе с дискретными частицами) наблюдаются во многих естественных и искусственных процессах – это и впрыскивание топлива в двигателях, и человеческое дыхание, и движение крови в сердце, и взрывы звёзд. Турбулентность давно уже «приручена» в авиастроении – детали, которыми оснащаются крылья самолётов, могут регулировать турбулентные потоки, что увеличивает подъёмную силу и даже позволяет сэкономить определённое количество топлива.
К настоящему моменту разработано довольно много моделей, описывающих турбулентные течения, однако ни одна из них не является достаточно точной. Турбулентный поток представляет собой беспорядочную климатическую камеру, и свойства жидкости или газа в нём быстро меняются случайным образом. Кроме того, в трёхмерном пространстве турбулентные вихри часто распадаются на более мелкие. Однако математики и физики даже в таком беспорядочном движении усматривают закономерности, которые выражаются сложными уравнениями. Эти модели описания вихрей отличаются друг от друга степенью точности и количеством учитываемых параметров.
