By this author

Generation Model of a Spatially Limited Vortex in a Stratified Unstable Atmosphere

Issue number 4 from 01.04.2023

В данной работе представлена новая модель генерации осесимметричных сосредоточенных вихрей. Получено и проанализировано решение нелинейного уравнения для внутренних гравитационных волн в неустойчивой стратифицированной атмосфере в рамках идеальной гидродинамики. Соответствующие выражения, описывающие зависимости от радиуса для радиальной и вертикальной компонент скоростей во внутренней и внешней области вихря, включают комбинации функций Бесселя и модифицированных функций Бесселя. Предложенная новая нелинейная аналитическая модель позволяет исследовать структуру и нелинейную динамику вихрей в радиальной и вертикальной области. Вихрь ограничен по высоте. Максимум вертикальной компоненты скорости достигается на определенной высоте. Ниже этой высоты радиальные потоки сходятся к оси, а выше происходит отток. Возникшая неустойчивость в стратифицированной атмосфере приводит к росту радиальной и вертикальной составляющей скоростей по закону гиперболического синуса, переходящему в экспоненциальный рост. Характерное время роста определяется обратным темпом роста неустойчивости. Проанализировано формирование вихрей с конечными составляющими скоростей, нарастающих во времени. Радиальная структура азимутальной скорости определяется структурой начального возмущения и может изменяться с высотой. Максимальное вращение достигается на определенной высоте. Рост азимутальной скорости происходит по сверх экспоненциальному закону.

57 0