ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА АТМОСФЕРНЫХ ВИХРЕЙ. Научный доклад на соискание научной степени доктора физико-математических наук без защиты диссертации

ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА АТМОСФЕРНЫХ ВИХРЕЙ. Научный доклад на соискание научной степени доктора физико-математических наук без защиты диссертации
Николай Николаевич Белов-Аманик

Выведена функция распределения давления в циклонах, смерчах и шаровых молниях. Теоретически рассчитана температура на поверхности шаровых молний аэродинамической природы.

ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА АТМОСФЕРНЫХ ВИХРЕЙ

Научный доклад на соискание научной степени доктора физико-математических наук без защиты диссертации

Николай Николаевич Белов-Аманик

© Николай Николаевич Белов-Аманик, 2019

ISBN 978-5-4496-6232-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

3

Белов Николай Николаевич, кандидат педагогических наук,

учитель физики Карачевской ООШ

Козловского района Чувашской Республики

ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА АТМОСФЕРНЫХ ВИХРЕЙ

Вначале рассчитаем динамичесчкое давление жидкости или газа плотности ? на боковую поверхность герметически закрытого цилиндрического сосуда высотой h с радиусом оснований r, вращающегося стационарно и равномерно с угловой скоростью ? вне поля тяготения как твердое тело вокруг оси симмерии (см. Рис.1)

Для расчета давления разобьем цилиндр на совокупность полых цилиндров одинаковой высоты h толщиной стенок dr, во много раз меньший r, тогда можно считать, что все точки выделенного полого цилиндра находятся на расстоянии r от оси. В выделенном объеме dv = 2?rdrh заключена жидкость или газ массой dm = ?2?hrdr. Этой массе жидкости сообщает центростремительное ускорение сила давления слоя, находящегося на расстоянии r + dr от оси. Согласно второму закону Ньютона df = dmd?/dt, т.к. d?/dt = ?r.

Динамическое давление, производимое выделенным слоем жидкости или газа на внешнюю боковую поверхность полого цилиндра dp = df/ds, где ds= 2?rh. – площадь боковой поверхности этого полого цилиндра.

С учетом всех указанных выше равенств находим элементарное давление:

dp=??rdr (1)

Суммарное давление, производимое всеми слоями вращающейся жидкости найдем, взяв определенный интеграл:

p = ??rdr = 0,5? ?r. (2) Или, заменив в полученном выражении поизведение угловой скорости на радиус окружности через линейную скорость ? = ?r имеем:

р = 0,5??. (3)

Выражения (2) и (3) выведены для случая, когда жидкость или газ целиком заполняют сосуд. Рассчитаем давление жидкости или газа толщиной потока. Рассмотрим два разных случая а) частицы вращаются с одинаковой угловой скоростью, тогда в выражении (2) следует изменить нижнюю границу интегрирования: