Исследования изменений основных экологических показателей

         

Модель ветровой эрозии - часть 8


Уравнение, используемое авторами для подъемной силы, выглядит следующим образом: 
, где
 и
 - скорости наверху и у основания частицы,
- коэффициент подъемной силы, значение которого авторы приняли 0.85
 (Чепил, 1958).

Авторы полагают, что подъемная сила имеет особое значение только у самой поверхности, где создается максимальная разница в скоростях сверху и снизу частицы. Например, для частиц с радиусом 0.25 мм на высоте, равной 10 диаметрам частицы, значение подъемной силы уменьшается более, чем в 10 раз от первоначального значения. Подъемной силой можно пренебречь, считают авторы, в случае отрыва частиц вследствие удара другой частицы и передачи энергии первой. Но для частиц, которые не поднимаются высоко над поверхностью, эта сила оказывается очень важна. Подъемная сила вносит свой вклад в начало скачкообразного движения частиц, которое в общем-то требует совместного влияния касательного напряжения и подъемной силы.

          Сила Магнуса рассматривается американскими учеными как основная подъемная сила. Уравнение для нее выглядит следующим образом:

, где
 - угловая скорость частицы, значение которой принимают положительным  для верхнего вращения. Ускорение вращения частицы происходит в результате разницы скоростей ветра на противоположных концах частицы. Однако, принимается во внимание и действие вязкости воздуха, замедляющего скорость вращения частицы.

          Сила Магнуса будет давать частице ускорение при подъеме до тех пор, пока горизонтальная скорость частицы не станет равной  скорости ветра. Если рассматривать горизонтальную составляющую силы Магнуса, то будет очевидно, считают американские ученые, что при взлете сила будет давать частице ускорение, а при падении, наоборот, тормозить.

          Все эти силы можно разложить по осям х и у и составить суммарные по осям уравнения, из которых можно найти вертикальную, горизонтальную составляющие начальной скорости частицы, а также начальную угловую скорость. Но для этого необходимо знать угол подъема, скорость подъема частицы.


Содержание  Назад  Вперед