Задача для математиков

Анатолич писал(а):Вихрь возникает в результате падения капель сконденсированной влаги, при встрече нозкого холодного воздуха и верхнего тёплого с большим содержанием влаги.

В общем-то давно известно, что возникновение атмосферных вихрей есть проявление локальной неустойчивости, когда нижние слои оказываются перегретыми относительно верхних. Они стремятся двигаться навстречу друг другу, но возможно это становится только при спонтанном нарушении равновесия, когда тёплый воздух прорывается вверх через толщу холодного. Закручивание, возникающее за счет силы Кориолиса, сжимает и стабилизирует поток. Конденсация влаги в восходящем потоке служит дополнительным, но не обязательным, источником энергии для такого "теплового двигателя"

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать

Код: выделить все

<div style="text-align:center;">Обсудить теорию <a href="http://www.newtheory.ru/mathematics/zadacha-dlya-matematikov-t333-30.html">Задача для математиков</a> Вы можете на форуме "Новая Теория".</div>


Каравашкин писал(а):
Известные формулы здесь мало помогут, поскольку они не учитывают ряд принципиальных особенностей вихрей.

Прежде всего, вихри бывают разные, но всех их объединяет зависимость от внешнего источника вихреобразования. Особенности источника и определяют характер вихря, что хорошо показано Анатоличем на видео. Там источником является вентилятор. При выключении вентилятора вихрь самопроизвольно затухнет. В уравнениях, приведенных в скане Анатолича, эта особенность не учтена.

Кроме того, циркуляционное движения вещества в вихре обязательно приводит к появлению центробежной силы. Она радиальна, а значит система уравнений неминуемо должна записываться не в декартовой, а цилиндрической или тороидальной системе координат. Декартова система будет давать неассоциативные зависимости.

Кроме того, циркуляционное движение приводит к образованию разреженного пространства внутри вихря и является причиной нестабильности вихря, вследствие чего и требуется внешний источник, стабилизирующий вихрь. Но в каждом случае этот источник свой и, как например, для смерча, явно чётко не выявлен и тем более его характеристики не учтены в модельных уравнениях. Тут уже задача для физиков, а не для математиков.

Из всего вышеизложенного можно прийти к выводу, что задача мат. моделирования вихрей включает в себя не только описание в уравнениях поведения самого вихря, но и источников как вихреобразования, так и стабилизирующего воздействия. Если даже "известные формулы помогут мало", так ведь задача в том и заключается, чтобы найти пока неизвестные, которые помогут больше. Понятно, что для разных типов вихрей будет своя особенная модель.

Анатолич писал(а):Уважаемый Сергей, смею вас заверить, что пары воды участвуют лиш своими процессами конденсации и испарения. То есть, весь вихрь состоит из процессов, как совершающих работу.

То, что весь вихрь состоит из процессов - несомненно, но клапан в той среде для вакуума создать просто невозможно. Тем более, что прежде чем этот вакуум образуется, должен закрутиться воздух с парами ли, с каплями ли. Сама капля вполне определённую закрутку при падении не получит. Покапайте над ванной. Закрутится? А чтобы испарилось, нужно чтобы уже создалась эта область низкого давления. Причём, вихревая и до испарения капли. Вот в чём вопрос-то...

che писал(а):В общем-то давно известно,

То, что известно, я знаю, от моделей Шауберга до современных попыток создать вихрь невзирая на состояние атмосферы.
И Ваше представление подобно, но оно основано на наблюдениях кухарки над паром из чайника, конечно Эйнштейн величина…
Коктебель – вотчина планеристов,

che писал(а):спонтанном нарушении равновесия

есть столбы восходящих потоков, но кружение птиц и планеров не создали вихрей.
Вы пропустили тот момент, когда я указывал, что вся мощность вентилятора расходуется на стратификацию атмосферы в комнате.
Слоёв три, первый слой спокойный заканчивается на уровне оси вентилятора, работает только его верхняя часть, создавая движение во втором потоке.
Существует и третий самый толстый слой, который работает, как демпфер всей системы.
Нижняя часть вентилятора закрыта погранслоем почти по самую крыльчатку. Введение индикатора показывает это, а также отверстие в погранслое ф8см, образованное 2- вихрем.
Хочу отметить, что 3- вихрь спонтанно возникает рывками с другой стороны вентилятора вследствие инжекции выброса. Для индуцирования 1-вихря, который поддерживается, исключительно всасывающим действием, второго потока, приходится использовать хитрость, скажем, ладошкой махнуть.

Лопасти вращающегося вентилятора, как и крыло летящего самолёта, порождают вихри, постоянно сходящие с концов лопастей и крыльев. Это явление открыл, Н.Е.Жуковский в 1904г. Соответствующие расчеты используются для определения подёмной силы крыла, мощности турбины и т.д.

Анатолич писал(а):есть столбы восходящих потоков, но кружение птиц и планеров не создали вихрей.
Вы пропустили тот момент, когда я указывал, что вся мощность вентилятора расходуется на стратификацию атмосферы в комнате.

Тут нужно определиться, уважаемый Анатолич: что является инициатором вихря и стратификации атмосферы? Поток или вихревое движение вентилятора? За судном тоже образуется дорожка Кармана. Она определяется зоной тени в корме судна. То же и за цилиндром


Но там образуются парные вихри, а не одиночные. Да и препятствие нужно... Вы пробовали установить за вентилятором открытые жалюзи, чтобы убрать влияние вращения лопастей?

che писал(а):Лопасти вращающегося вентилятора,

Лопасти используемого вентилятора имеют специальную форму и определённую жёсткость (эластичность), поэтому не шумят и не оставляют завихрений. Также, форма лопасти не даёт разброса потока воздуха за вентилятором.

che писал(а):для определения подъёмной силы крыла, мощности турбины

Это уже «из другой оперы», скорее, разных приложений закона Бернулли.
Это, материал о психологии околонаучности (которой и я страдаю), для темы «О необходимости борьбы с монополизмом в науке».
Кстати о прямоточном реактивном двигателе внешнего сгорания слышали? А ведь первый реактивный самолёт взлетел с таким двигателем, когда и поршневые только зарождались. Самолёт, правда, сгорел в полёте, из ткани был.

Каравашкин писал(а):Поток или вихревое движение вентилятора?

Сразу уточню – вентилятор завихрений не даёт, но когда 1-вихрь стабилизируется, то происходит индукция спонтанных вихрей на неровностях мебели сопровождаемая гулом. Это говорит о наведении параметрического резонанса волнами, исходящими от погранслоя в момент прохода лопастей.
Дело в том, что обороты вентилятора регулируемые, и уменьшались до момента, при котором образования вихря, при данной топологии пространства было невозможным.
Так, при высоте размещения центра вентилятора 55см, вихрь образовывался, уже при 15 об/сек.
Образования завихрений, дорожка Кармана всё следствие закона Бернулли, сопровождается лавинным нарастанием за счет энергии потока. resources/image/764 Завихрение стр3 #25.
Тот же первый случай 1. Обвал. Поток обтекающий цилиндр ( или другое препятствие) увеличивает свою скорость и падает в разряжение за препятствием, поднимая поток с другой стороны, при этом со стороны падения уровень потока уменьшается и уменьшается энергия. Но, с другой стороны энергия потока возросла и в критический момент, он устремиться в пустоту поднимая своего противника, отсюда и завихрения в разные стороны. Образовавшаяся турбулентность (дорожка Кармана), должна бы рассасываться, но падение (течение воды) продолжается и вихри, лишь увеличиваются в размере, теряя линейную скорость из-за вязкости воды.
То же, колебания тростника на течении.

Каравашкин писал(а): Вы пробовали установить за вентилятором открытые жалюзи, чтобы убрать влияние вращения лопастей?

Как я объяснил выше, вентилятор не создаёт завихрений, потом, он дует в отдельную комнату где все волнения успокаиваются, а уже из комнаты в экспериментальную вытекает ламинарный поток со скоростью 15см/сек.
Ах, да! Наверное? вводит в заблуждение вид вентилятора, но дует он от нас, куда и устремляются пушинки. (Рисунок анимирован). Иногда, проделав горизонтальный круг на высоте оси вентилятора, пушинки бросаются в лопасти.

Анатолич писал(а):и не оставляют завихрений.

Ещё как оставляют, уважаемый Анатолич, Сам наклон лопастей при вращательном движении неизбежно создаёт завихрение. Это геометрией лопастей не уберёшь. Попробуйте жалюзи за вентилятором, увидите.

Анатолич писал(а):он дует в отдельную комнату где все волнения успокаиваются

Это тоже не аргумент, Анатолич. Хотя, безусловно, Ваше дело и Ваше право... Моё дело Вам подсказать, сами понимаете...

Каравашкин писал(а):сами понимаете...

Я- то, понял…

Анатолич писал(а):Я- то, понял…

Вот и ладушки...