Исследования изменений основных экологических показателей

         

Модель ветровой эрозии - часть 6


По мнению российских авторов, в направлении оси х на частицу радиуса  ri, действует только сила лобового сопротивления
, где К* - коэффициент лобового сопротивления, rв – плотность воздуха,

ui – составляющая скорости частицы в направлении оси х, U – скорость ветра. Эта сила придает частице ускорение в направлении этой оси. Поэтому согласно второму закону Ньютона можно записать:

         

,                                                             

где m - масса почвенной частицы плотностью ?п, равная (4/3)?ri2?п, а t – время.

В направлении оси у на частицу действуют: подъемная сила Жуковского

, направленная вертикально вверх, сила Архимеда
, результирующая которой направлена вниз, и сила сопротивления Стокса
, где
 - коэффициент подъемной силы, g – ускорение свободного падения, j - коэффициент формы частицы в законе Стокса, h

- вязкость воздуха, vi – составляющая скорости движения частицы в проекции на ось у. Уравнение движения почвенной частицы в проекции на ось у имеет вид:

.                                            

Конечно же, на частицу действуют и другие силы: упругие силы, возникающие при взаимном соударении частиц или при ударе их о подстилающую поверхность, электрические силы, сила Магнуса. Считается, что силы электрической природы не вносят существенного вклада в перемещение почвенных частиц ветром.  А сила Магнуса, возникающая при вращательном движении частиц в потоке, оказалась недостаточной для подъема частиц вследствие сравнительно малой скорости их вращения. Поэтому российские ученые пренебрегают ею.

Российские ученые считают, что главную роль играют подъемная сила и сила лобового давления. Подъемную силу связывают с возникновением различия в давлениях между верхней и нижней поверхностями обтекаемой потоком частицы. Подъемная сила, определяемая таким образом, быстро убывает по мере удаления почвенной частицы от поверхности и на высоте в несколько диаметров частицы она стремится к нулю, что не позволяет объяснить подъем частиц на большие высоты.


Содержание  Назад  Вперед