Запропоновано нові методи одержання інформації про наявність і ступінь небезпеки турбулентності в зоні дощу з застосуванням доплерівсько-поляриметричного радіолокатора, а також метод оцінювання внеску турбулентності у вимірюваний доплерівський спектр. Запропоновано використання сукупності класичних доплерівських, а також поляриметричних і доплерівсько-поляриметричних параметрів для одночасного аналізу та виявлення турбулентних осередків у зоні дощу. Встановлено зв'язок між наявністю турбулетного руху і спотворенням форми доплерівського спектра. Запропоновано методику оцінювання зон турбулентності шляхом проведення аналізу форми доплерівського спектра без врахування статистичних моментів. Створено автоматизовану систему обробки даних доплерівсько-поляриметричного радіолокатора. Розроблено статистичний алгоритм виявлення турбулентності, що дозволяє розв'язати двохальтернативну задачу виявлення турбулентності. Створено алгоритми класифікації типу опадів і ступеня небезпеки турбулентності на базі нейронних мереж і механізму нечіткої логіки. Створено алгоритм виявлення та класифікації ступеня небезпеки турбулентності на підставі проведення нейромережевого аналізу форми доплерівського спектра. Проведено експериментальне випробування створених алгоритмів на базі нейромережевого аналізу форми доплерівського спектра. Проведено експериментальне випробування створених алгоритмів з використанням даних існуючої доплерівсько-поляриметричної метереологічної системи.

  Скачати повний текст

Розроблено нові схеми параметризації вертикальної турбулентної дифузії атмосферних аерозольних домішок. Запропоновано новий підхід до математичного моделювання вертикальної турбулентної дифузії - метод двопараметричної параметризації - з використанням в явному вигляді двох параметрів: середньоквадратичної швидкості вертикальних турбулентних рухів і характерного часу кореляції лагранжевої швидкості частинок аерозолю. Зазначено, що двопараметрична параметризація базується на основі кінетичного рівняння Фоккера - Планка та дозволяє здійснити певні уточнення результатів, одержаних у разі використання напівемпіричної К-теорії. Проаналізовано вплив седиментації аерозольних частинок на їх вертикальну турбулентну дифузію. Використано фізичну ідею про скорочення характерного часового лагранжевого масштабу турбулентного руху аерозольних частинок завдяки їх більш швидкому проходженню крізь турбулентні утворення в середовищі. Одержано нову формулу (параметризацію), яка виражає залежність вертикального коефіцієнта турбулентної дифузії аерозольних частинок від їх швидкості седиментації. Проаналізовано можливості використання запропонованих параметризацій для вирішення дифузійних задач прикладної метеорології.

  Скачати повний текст

Наведено результати числових досліджень динаміки важких газів у атмосферному примежовому шарі. Розроблено тривимірну модель гідротермодинаміки важкого газу. Система рівнянь моделі містить рівняння руху, рівняння переносу внутрішньої енергії, вперше для даних задач виведене у формі рівняння для тиску, рівняння нерозривності (з урахуванням стислості) та рівняння переносу концентрації домішки. Теплообмін з поверхнею Землі вперше для даних задач параметризовано за допомогою співвідношень для змішаної конвекції. Розв'язано спряжену задачу теплообміну холодного газу та поверхневого шару Землі. На базі розробленої моделі вивчено взаємодію хмари важкого газу з атмосферним примежовим шаром. Вивчено вплив теплообміну хмари холодного важкого газу з поверхнею Землі на динаміку хмари. Результати розрахунків порівнено з даними лабораторних і натурних експериментів.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено математичну модель процесів масопереносу в проникному середовищі з урахуванням локальної та глобальної структури граничної поверхні, яка є формальним відображенням процесів горизонтального ландшафтного масопереносу. Обгрунтовано базову структуру його формалізованої ландшафтної області. Одержано та проаналізовано математичні моделі процесів руху двофазного потоку в проникному середовищі, а також ландшафтного масопереносу з урахуванням локальної та глобальної структури граничної поверхні. На підставі результатів числового моделювання встановлено кількісну та якісну відповідність розроблених моделей реальним фізичним процесам. Описано тензори додаткових турбулентних напружень, викликаних взаємодією двофазного потоку з структурними елементами середовища руху. Одержано функції, які апроксимують розподіл пульсації рідкої та твердої складових в середовищі масопереносу, залежно від структури середовища його області. Розроблено програмну систему для практичного розв'язку задачі еволюції граничної поверхні, що грунтується на сукупності оригінальних функцій, які забезпечують процедуру її числового розв'язку.

  Скачати повний текст

Одержано числові оцінки впливу просторово-часових характеристик поля, розсіяного турбулентною атмосферою, на коефіцієнт спрямованої дії приймальних антен радіолокаційних систем (РЛС) вимірювання профілю вітру та середньоквадратичну помилку оцінювання середньої частоти і ширини спектра відбитих сигналів. Зазначено, що дослідження базуються на представленні об'єму розсіяння у вигляді сукупності парціальних джерел вторинного випромінення - лінійних гратів. Проведено теоретичний аналіз, визначено статистичні характеристики джерел вторинного випромінення та розсіяного поля. Розраховано втрати підсилення приймальних антен. Шляхом імітаційного моделювання визначено величину розширення спектра відбитих сигналів за умов дрібномасштабних змін структури середовища. Зазначено, що одержані результати дозволяють уточнити розрахунок тактико-технічних характеристик систем, зменшити енергетичні втрати, підвищити точність вимірювань метеорологічних параметрів.

  Скачати повний текст

Для розрахунку вентиляції міської забудови розглянуто механізми розвитку турбулентності у межах міської забудови. Введено поняття доменів турбулентності та їх зв'язок з конвективними терміками. Проаналізовано механізми розвитку турбулентності у межах міста та його окраїн. Розглянуто зв'язок термічної конвекції з випаровуванням від внутрішніх водоймищ та з поверхні моря. Наведено докладний аналіз формування конвекції за Бенаром та її взаємодії з бризовою циркуляцією. Введено принцип найменшої дії під час розрахунків формування вітрового переносу у межах орографічних ландшафтів південних приморських міст. Розглянуто карти вітрових потоків на прикладі Одеси для літнього періоду.

  Скачати повний текст