Газовая и волновая динамика - часть 59

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке по программе ФКИ.

Литература

[1]

Шведов А. В. О расчете аэродинамических характеристик тел с сетчатыми
поверхностями в гиперзвуковом потоке разреженного газа. — Труды ЦАГИ,
1990, Вып. 2436.

[2]

Христинич В. Б. Модель течения газа низкой плотности в перфорированных
границах для расчета аэродинамики космических антенн. — Всб.: Модели
механики сплошных сред. СпбГУ, 1996.

[3]

Белов И. А., Исаев С. А., Митин А. Ю. и др. Моделирование отрывных
течений в ударном слое преград, обтекаемых неравномерным потоком. Сверх-
звуковые газовые струи. — Н.: Наука, 1983.

[4]

Гувернюк С. В., Савинов К. Г. О сверхзвуковом обтекании затупленных тел,
экранированных проницаемой поверхностью. — Изв. АН СССР, МЖГ, 1986,
№ 2.

[5]

Гувернюк С. В., Савинов К. Г., Ульянов Г. С. Сверхзвуковое обтекание торца,
экранированного проницаемым диском. Волновые задачи механики деформи-
руемых сред II. — М.: Изд-во МГУ, 1990.

[6]

Некоторые проблемы создания и отработки космических аппаратов, предна-
значенных для входа в атмосферы планет. — М. ВИНИТИ, серия «Исследо-
вание космического пространства», 1975, Том 6.

[7]

Белов И. А., Гувернюк С. В., Мосин А. Ф., и др. Взаимодействие неравномер-
ных потоков с проницаемыми экранами и сплошными преградами. — Восьмой
Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике. Анн. докл.,
Екатеринбург: УрО РАН, 2001.

[8]

Омелик А. И., Помаржанский В. В., Шведов А. В. Экспериментальное опреде-
ление аэродинамических характеристик образцов сеток в гиперзвуковом сво-
бодномолекулярном потоке. — Ученые записки ЦАГИ, 1986, Т. 18, № 4.

[9]

Гувернюк С. В. Адиабата проницаемой поверхности. — Аэромеханика и газо-
вая динамика, 2003, № 3.

[10]

Гувернюк С. В., Савинов К. Г., Ульянов Г. С. Сверхзвуковое обтекание затуп-
ленных перфорированных экранов. — Изв. АН СССР, МЖГ, 1985, № 1.

[11]

Аэродинамические установки Института механики Московского университе-
та. Под ред. Черного Г. Г., Зубкова А. И., Панова Ю. А. — Изд-во МГУ,
1985.

[12]

Зибаров А. В. Пакет прикладных программ GDT и его применение в зада-
чах численного моделирования газодинамических процессов. — Автореферат
докторской дисс., М.: МФТИ, 2000.

240

Рис. 2: Сверхзвуковое обтекание вогнутого (а) и плоского (б) проницаемых
экранов при M

∞

= 3.0

Рис. 3: Сверхзвуковое обтекание (M

∞

= 2, 5) компоновок цилиндра с проницае-

мыми дисковыми экранами при δ = 88%, L/D = 0, 73 (а) и δ = 35%, L/D = 1, 0
(б)

241

Рис. 4: Изолинии числа Маха при сверхзвуковом обтекании компоновки диск-
цилиндр на режиме простого (а) и двойного (б) запирания при M

∞

= 3.0

Рис. 5: Расчет гиперзвукового обтекания модели КА с вогнутым сетчатым экра-
ном при M

∞

= 5; картины распределения давления (а) и числа Маха (б)

242

Глобальная модель ветровой эрозии почвы и ее

проверка с использованием космической съемки

Гендугов В. М., Глазунов Г. П.

1. Введение

Пыльные бури и сопутствующие им экологические проблемы имеют глобальное зна-
чение [8]. Масса почвенной пыли, поступающей в атмосферу, столь велика, порядка
1,5

·10

9

т в год [14], что она не только периодически затрудняет жизнедеятельность в

крупных, густо населенных регионах, но и начинает оказывать влияние на тепловой
баланс планеты. Проблема еще более обостряется, если ветровой эрозии подверга-
ются почвы, загрязненные радионуклидами или опасными веществами. Космические
снимки позволяют с высокой точностью отслеживать путь пылевого облака, но они
не несут сведений о динамике его разгрузки. В этом космический мониторинг должен
быть дополнен краткосрочным прогнозированием на основе математического моде-
лирования явления подъема переноса и отложения пыли. Нами предложена новая
концепция ветровой эрозии почв, основанная на анализе вызывающих ее сил [3].

Согласно этой концепции подъемная сила имеет вихревую природу. Способно-

стью отрыва почвенных частицот поверхности обладают только те вихри, которые
имеют вертикально ориентированную ось и опираются торцом на поверхность, напо-
добие смерча, но малых размеров. Масштабы этих вихрей соизмеримы с масштабами
выступов на поверхности почвы. Дальнейший перенос осуществляется вихрями лю-
бого масштаба, так как вдали от твердой поверхности частицы могут быть захвачены
вихрем и через боковую поверхность, как это было доказано Жуковским Н. Е. [7].
Такая трактовка природы подъемной силы позволяет объяснить многие явления, в
частности, скачкообразное движение почвенных частиц(сальтацию), большую вы-
соту подскока частиц, переносимых ветром над лишенной упругости почвенной по-
верхностью, выдувание почвенных частициз-под прониц

аемого экрана и другие.

Количественно она выражается уравнением подъемной силы Жуковского [3].

Указанные представления о подъемной силе и предположение о постоянстве плот-

ности воздуха легли в основу физически содержательной теории ветровой эрозии
почв, которая позволяет решать различные практические и теоретические зада-
чи [4, 5]. Для того чтобы исследовать закономерности глобального переноса почвен-
ных частицветром необходимо учесть изменчивость плотности воздуха по высоте,
что существенно усложняет задачу.

Цель данной работы состояла: а) в теоретическом исследовании закономерностей

отрыва, подъема, глобального переноса и отложения почвенных частицветром в
условиях стратифицированной атмосферы, б) в экспериментальной проверке уравне-
ния выдувания по литературным данным и в) в оценке теории на основе сопостав-
ления результатов моделирования с изображением на космическом снимке пыльной
бури над Красным морем.

243