В книге с помощью численного эксперимента рассматривается проблема развития турбулентности и конвекции. На основе полученных результатов предлагается физическая модель развития турбулентности. Обсуждаются численные алгоритмы и разностные схемы, позволяющие проводить численный эксперимент в гидродинамике. Приводятся оригинальные алгоритмы, наиболее подходящие для расчетов развития процессов турбулентности и конвекции в различных условиях, даже на астрофизических объектах. Приведены результаты численного моделирования некоторых важных явлений, имеющих как фундаментальное, так и прикладное значение. Для специалистов соответствующих областей науки и техники, преподавателей, студентов.

Прогресс в создании мощных лазеров и перспективы их широкого использования в геофизике, метеорологии и атмосферной оптике потребовали исследований распространения лазерного излучения в турбулентной атмосфере и теплового самовзаимодействия мощных лазерных пучков. Именно этой важной в научном и практическом отношениях проблеме посвящена предлагаемая книга, написанная американскими и советскими авторами.Для специалистов по распространению электромагнитного излучения в атмосфере, атмосферной оптике, геофизиков, метеорологов, а также разработчиков лазерных систем.

В работе показана возможность использования телеметрии малоразмерных БПЛА для контроля над состоянием атмосферной турбулентности. Спектр турбулентности определялся из данных углов крена, тангажа и рысканья квадрокоптера DJI Mavic Mini и сравнивался с результатами измерений автономного метеорологического комплекса АМК-03. Измерения осуществлялись на Базовом экспериментальном комплексе ИОА им. В.Е. Зуева СО РАН ( БЭК ) 24 июля и 12 августа 2020 г., поверхность территории которого близка к ровной и однородной. Установлено, что спектры турбулентности, полученные с помощью АМК-03 и DJI Mavic Mini, в целом совпадают, а незначительные различия наблюдаются в высокочастотной области спектра, начиная с f~ 1 Hz. Для данных, полученных в июле, спектры турбулентности в инерционном диапазоне подчиняются закону " пяти третей", а отношения измеренных спектров турбулентности поперечной и продольной компонент скорости соответствуют изотропной турбулентности Колмогорова- Обухова. В случае измерений, выполненных в августе, наблюдалось незначительное отклонение от закона " пяти третей", что фиксировалось как на основании измерений, полученных с помощью АМК-03, так и DJI Mavic Mini. Для оценки продольных и поперечных масштабов турбулентности применялся метод наименьших квадратов, в качестве кривой регрессии использовалась модель Кармана. Масштабы турбулентности, рассчитанные по июльским и августовским данным АМК-03 и DJI Mavic Mini, совпадают, также с хорошей точностью выполняется условие, которое описывает связь между продольными и поперечными масштабами в изотропной атмосфере.

Предложен метод акустического зондирования внешнего масштаба динамической турбулентности. При интерпретации данных зондирования использовался разработанный авторами адаптивный алгоритм. Работоспособность предложенного метода подтверждается сравнением полученных результатов с имеющимися в литературе данными.

В сборник включены тезисы докладов, посвященные теоретическим и экспериментальным исследованиям по распространению оптических волн в турбулентной атмосфере. решению обратных задач атмосферной оптики, исследованиям поглощения свет атмосферными газами.Часть тезисов касается вопросов новой техники, автоматизации и повышения информативности измерений.Сборник представляет интерес для специалистов по атмосферной оптике, радиофизике и метеорологии.

Часть тезисов касается вопросов новой техники, автоматизации и повышения информативности измерений.Сборник представляет интерес для специалистов по атмосферной оптике, радиофизике и метеорологии.

В настоящей книге представлены результаты экспериментальных, теоретических и модельных исследований динамики волновых и обменных процессов в атмосфере, выполненных в последние годы в Институте физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН. Рассматривается широкий круг вопросов: взаимодействие атмосферы с подстилающей поверхностью, развитие, распространение и взаимодействие волн вихревых систем и турбулентности в толще атмосферы от приземного слоя до нижней атмосферы и систематическое влияние этих процессов на результаты дистанционного зондирования. Книга будет полезна широкому кругу читателей: специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.

Книга посвящена исследованию генерации, динамики нелинейных локализованных вихревых структур, образования вихревой турбулентности и связанны с ними коллективных процессов переноса в диспергирующих и диссипативны средах. Предложен единый подход к изучению динамики разнообразных волновых структур в замагниченной плазме и геофизических течениях. Теоретически результаты сопоставляются с лабораторными экспериментами и геофизическим наблюдениями. Монография рассчитана на научных работников, а также аспирантов и студентов старших курсов, интересующихся новейшими проблемами физики плазмы геофизики, динамики атмосферы и океана, астрофизики и математической физики.

В монографии на базе исследований авторов впервые дается последовательное изложение теории и методов доплеровского лидарного ветрового зондирования атмосферы и обобщаются результаты экспериментальных исследований ветровой турбулентности и вихревых структур с использованием когерентных доплеровских лидаров (КДЛ). Рассматривается вся совокупность факторов, определяющих функционирование КДЛ в турбулентной атмосфере, начиная от формирования когерентно детектируемого эхосигнала лидара до точности и границ применимости разработанных авторами методов оценивания ветра и параметров турбулентности и вихрей из лидарных данных. Представлены методы оценивания ветра, параметров атмосферной турбулентности и самолетных вихрей верифицированы в многочисленных компьютерных и атмосферных экспериментах и формируют современную научную технологию обработки данных когерентных ветровых лидаров. На основе многочисленных экспериментов проводится анализ эффективности использования КДЛ для изучения динамических процессов в атмосфере, турбулентности пограничного слоя атмосферы и эволюции самолетных вихрей под воздействием различных факторов. Для специалистов по лазерному зондированию атмосферы, атмосферной турбулентности, авиабезопасности, ветровым лидарам, распространению оптических волн в атмосфере, студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В настоящей книге приводятся теоретические и практические аспекты численности моделирования турбулентных течений; проведен краткий обзор существующих экспериментальных методов, а также рассмотрены некоторые аналитические методы. Подробно, с примерами изложены преимущества и недостатки тех или иных моделий турбулентности, горения, двухфазных течений и др..

Книга является сборником избранных трудов Международной конференции "ТУРБУЛЕНТНОСТЬ, ДИНАМИКА АТМОСФЕРЫ И КЛИМАТА", посвященной памяти академика А. М. Обухова (1918-1989). Конференция была посвящена одному из самых актуальных направлений в науках о Земле, а именно - исследованиям в области физики атмосферы, климата и окружающей среды, и проходила в г. Москве с 13-го по 16-ое мая 2013 г. Организаторами конференции выступили Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН, Отделение наук о Земле РАН, HAAB/ В соответствии с программой Конференции книга делится на 6 секций: "Турбулентность", "Геофизическая гидродинамика", "динамика атмосферы и климатической системы", "Физика и состав атмосферы", "Взаимодействие атмосферы и океана", "Распространение волн", Статьи, написанные на основе пленарных докладов, сделанных ведущими российскими учеными, в их числе прямыми учениками А. М. Обухова, как правило, открывают каждую секцию книги. Книга дает прекрасное представление о современном состоянии науки об атмосфере и тенденциях ее развития. Она будет полезна широкому кругу читателей: специалистам, работающим в данной области знания, аспирантам и студентам, изучающим науки о Земле.

В книге рассмотрены проблемы динамики атмосферы, океана и течений в каналах, которые ранее не поддавались исследованию, поскольку не учитывали инерцию мезовихрей турбулентных потоков. Мезомасштабная теория восполнила пробел благодаря пространственному осреднению, известному из приемов составления конечноразностных компьютерных программ. Показано, что требования однородности турбулентности отнюдь не запрещают ассиметрию тензора турбулентных напряжений, если нетривиален собственный угловой момент мезовихрей.