Р. Скорер - Аэрогидродинамика окружающей среды (1115254), страница 96
Текст из файла (страница 96)
Благодаря наличию частиц варенья движение воды можно наблюдать. Во вращающейся жидкости движение совпадает по направлению с заданным, а вращение шарика, находящегося в центре банки, будет иметь противоположное направление. Как завихренность передается воде в первом случае и как столь небольшой объем воздуха может изменить всю картину движения? 23.
Отрыв потока происходит там, где пограничный слой утолшается. Почему тогда точка отрыва перемещается вперед, если пограничный слой становится тоньше за счет возрастания скорости? 24. Если турбулентность в атмосфере носит диффузионный характер, как может случиться, что вода, испарившаяся над океаном с большой плошади, может сконцентрироваться на малой площади н вызвать ливень над сушей? Не противоречит ли это второму началу термодинамики? 25. При турбулентном движении вихри по определению ориентированы случайно. Поэтому число сжимающихся вихрей равно числу растягивающихся, а число теряющих кинетическую энергию — числу приобретающих ее. Вследствие этого суммарный перенос кинетической энергии от осредненного движения отсутствует; работа против вихревых напряжений не производится, т. е.
такие напряжения как бы отсутствуют. Равным образом отсутствует суммарный перенос энергии между вихрями различных масштабов, Какие еще свойства турбулентности можно вывести из такого определения? 26. Если определить любое невращательное движение как турбулентное, то можно ли как-нибудь использовать это определение? 27. Покажите, что если в жидкости градиенты скорости и температуры определяются вязкостью и теплопроводностью (как, например, в опыте с нагретым куполом Готорна), то при использовании только числа Ричардсона нельзя дать критерия возникновения турбулентности. 28.
Перенос энергии от больших вихрей к малым вызывается диссипацней энергии малых вихрей вследствие вязкости. ВОПРОСЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 521 29. Перенос энергии в направлении меньших размеров вихрей объясняется наличием вихревых напряжений, вызванных тем, что в упорядоченном движении крупных вихрей присутствуют мелкие. 30. Каким образом турбулентность в устойчиво страгнфнцированных слоях делает стратификацию еще более устойчивой? 31. При каких условиях термическая копвекпия или турбулентность, порожденная механическими причинами, может повысить статическую устойчивость в верхней части слоя смешения? 32.
Число Ричардсона бесполезно в качестве критерия возникновения турбулентности, так как легче определить наличие турбулентности, чем пзмсрить это число. 33. Число Ричардсона является локальной характеристикой течения и поэтому пс может служить критерием возникновения турбулентности глобального масштаба. 34. Почему деревья, наклонившиеся нод действием преобладающих ветров, принимают форму крылоного профиля? 35.
Должно ли тело, захватывающее при горизонтальном ветре частицы, находящиеся в воздухе, иметь большое профильное илн вязкостнос сопротивление? Связано ли большое лобовое сопротивление крупных падающих тел с лучшей способностью к захвату мелких частиц? 36. Почему анабатнческий ветер оказывается сильнее, а слой, в котором оп дует — тоньше, если слой пад подстилающей поверхностью устойчиво стратифицирован? 37.
Каким образом устойчиво стратнфицироваппый слой, оставаясь устойчивым, нагревается восходящими потоками, вызванными переносом тепла а) в случае наличия облаков и б) в случае нх отсутствия? 38. Как подоблачный устойчивый слой связан с потоком а) солнечного излучения; б) лунного излучения? 39. Если свободная струя от неподвижного теплового источника имеет форму конуса с полууглом прн вершине 5', то она должна находиться в восходящем потоке. 40.
Может ли устройство, установленное на земле и находящееся в нижних 100 м торнадо, отбирать энергию, освобождающуюся за счет сил плавучести на высоте !000 м? 41. Покажите, что усредненные линии тока для вертикальной напорной струи описываются соотношением г-г'". Как будет описываться соответствующая кривая для двумерной напорной струи, для факела? 42, Сравните эффективность следующих устройств для обогревания помещения: а) нагреватель с вентилятором, который разгоняет теплый воздух на уровне пола; 522 вопросы и пвадложання б) конвекционный нагреватель с высокотемпературным источником тепла небольшой емкости; в) конвекционный нагреватель с низкотемпературным источником тепла большой емкости; г) нагревательно-вентиляционная система, которая засасывает воздух с уровня пола, нагревает его и выпускает вблизи потолка; д) нагревательно-вентиляционная система, которая засасывает воздух вблизи потолка, нагревает его и выпускает на уровне пола; е) нагреваемый пол; ж) нагреваемый потолок; з) источник тепла с излучаюшими рефлекторами.
Какая из этих систем порождает нисходяшие потоки, создает ситуацию, когда ногам холодно, а голове жарко? Какая из систем более экономична и эффективна для конкретных целей? Какая является наиболее универсальной? 43. Сколько безразмерных критериев можно получить из следующих параметров, характеризуюших звуковые гравитационные волны в атмосфере; у~ в стратосфере, йр в тропосфере, с (скорость звука) у подстилаюшей поверхности, й — высота тропопаузы, и — частота источника? 44. Почему волнистые облака чаше встречаются в Гренландия и на Огненной Земле, чем в Венесуэле? 45. Почему ветер дует чаще вдоль склона холма вверх, нежели вниз? 46, При каких обстоятельствах следует ожидать, что волны, регистрируемые радиозондом, с его подъемом будут убывать по частоте? 47.
Почему дождь выпадает вертикальными или наклонными полосами, а не горизонтальными слоями, которые должны были бы образовываться вследствие того, что в серии капель, падавших одна за другой, последуюшие захватывают предыдушие, настигая их в их же турбулентном следе? 48.
Воздух пад пустыней имеет влажность 10 в/ю а пад оазисом 50 ~. Покажите, что, пока воздух над оазисом не охладится на 1,5'С, он будет подниматься. 49. Покажите, что насышенные термики могут преодолевать подоблачный устойчивый слой, где окружающий воздух имеет влажность 50 в?ю и температуру 7'С, если они на 0,3'С холоднее, даже в отсутствие момента, направленного вверх.
50. Почему на высоте, где образуются облака с гладкими вершинами, подветренные волны имеют ббльшую амплитуду? 51, Для струйки загрязняющих веществ, не обладающих плавучестью и выброшенных с нулевой скоростью в поле постоянного однородного ветра, радиус г связан с расстоянием от ис- ВОПРОСЫ И ПРЕДЛОЖЕПИЯ точннка х зависимостью г-к", за исключением точек вблизи источника. 52. «Ложки вам пс понадобятся, все уже размешалось!» 53. Парпсуйте правильно лестницу, как она видна с высоты -3 м пад полом.
54. При каких условиях гребень высокого давления на всех высотах будет смешаться ! против ветра? Почему, прини- ! мая во вппмапис ваш ответ, часто утверждают, что барические системы движутся по направлению ветра в верхних слоях? 55. Почему с наибольшей вероятностью депрессии имеют форму медленно движушихся участков холодного фронта или быстро движущихся участков тсплого фронта? 56. Циклоногспсз наиболее вероятен слева от выхода из струйного течения и справа от входа в него. 57.
При каких условиях должна существовать дивергенция у поверхности в центре низкого давления? 58. Почему наклоненная инверсия приводит к разрыву в скорости ветра? При каких условиях меняется составляющая скорости а) вдоль границы инверсии, б) перпендику- // лярно ей? ~0,1~ .~-- 59.
В каком случае при искривленных изобарах ветер РНС. 52. ПУВЛННУСтСЯ С РаЗРЕШЕНИЯ журнала «Панчж может быть равным гсострофическому? 60. Горизонтальный ветер возрастает с высотой. Ветровое течение вращается вместе с Землей и поэтому обладает вертикальными вихревыми линиями. Эти линии сдвинуты таким образом, что образуется горизонтальная вторичная компонента, которая смешает течение в верхнем слое вправо, а в нижнем— влево. Как при таких условиях может существовать однонаправленное течение со сдвигом? ВопРОсы и НРедлОжения 61.
В гидродипамических устройствах, связанных с осевым течением, таких, как турбина, на оси может иметь место значительное сопротивление. Если поток закручен, то пузырь отрыва будет находиться в нижней по течению части препятствия с ббльшей вероятностью, чем в отсутствие круговой составляющей скорости течения. 62. Если восходящий поток в ливне из кучево-дождевого облака рассматривать как препятствие течению на более высоком Рвс. 67. уровне, то вихревые линии растягиваются около него и будут приводить к дополнительному снижению холодного нисходящего потока. Подобным же образом холодный выступ будет собирать вихревые линии.
которые стимулируют восходящий поток. Этот эффект значителен. 63. Почему воздушное течение пе рассеивает стаи насекомых, хотя может разделить большую стаю? 64. Почему ветер скорее собирает (сбивает) переносимые им сыпучие вещества, такие, как песок, снег, в кучи, чем равномерно рассеивает пх, как дым? Как малы должны быть частнпы для того, чтобы рассеиваться? Состоят ли более крупные барханы из соответственно более крупных частиц? 65. Почему прерывание вихрей пропеллером приводит к возникновению шума? Что может быть источником вихрей в окружающем воздухе? ВОПРОСЫ И ПРВДЛОЖЕНИЯ 66. Почему шум от пропеллера больше, когда самолет не движется относительно земля (например, на испытательном стенде или на старте перед взлетом), по убывает, когда самолет поднимается над землей на высоту более 50 му 67.
На снимке показано обтекание водой цилиндра в канале глубиной 4 см. Трассером служит КМпОО Опишите характер течения на разных глубинах. 68. Определите на снимке песчаную пустышо, низкие облака, высокие облака и вихри. Найдитс Агадир, Канарские острова (спутниковый снимок, 5 марта 1977 г.). 69, Часть площади, показанной па рис. 68 (большое увеличение). Через несколько дней в Западной Шотландии выпал красный дождь. Отметьте тени низких облаков; объясните волновую картину, подобную структуре движения волн за кораблем. 70, Ветер со стороны океанического льда (спутниковый снимок в инфракрасном диапазоне, 26 марта 1977 г.).
Определите на снимке зону тумана, облачные улицы, искривленную вихревую дорожку (Ян-Майсн), орографические циррусы, линию снега и береговую линию Исландии, побережье Гренландии, 71, Определите местоположение суши по формам облаков (спутниковый снимок в инфракрасном диапазоне, 9 сентября 1976 г.). Каково направление ветра? 72. Видны естественные и искусственные облака: перистые, высокие кучевые, волны за препятствием, ипверсионные следы, дымка над промышленными районами (Шотландская низменность, Ноттингем), Что еще? (Спутниковый снимок в инфракрасном диапазоне, 09,40 по Гринвичу, 13 августа 1976 г.) 73. Снимок канала, изображенного на рис, 67.
Поясните детали, ЛИТЕРАТУРА бсогег Е. 5., /ЬЫ, 75, 41 (1949); Яиаг1. У. Май. АРР1. Месд., 3, 107 (1950а1; ргос /!оу. Вос. А, 201, 138 (19505); Оиаг!. У. 1/оу. Ме!. Кос., 77, 76 1951а); 61!й!лй, 2, 119 (19516); бс|. Рго8., Хо. 159, 466 (1952а); Г)йаг!. . А|ау. Ме|. Вос., 78 76 (19526); бРЫЫУ, 4, 61 (1953а); Оиаг!. У, //оу, Ме!. Бос., 79, 70 (19536); /ЬЫ, 81, 340 (1955); /Ь(й 82, 75 (!956), Ясогег Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
