वॉन कर्मन भोवरे

वॉन कर्मण vortices

अशांतता केवळ निसर्गातच असते असे नाही, तरीही तुम्ही ते पाहता, परंतु बर्‍याच परिस्थितींमध्ये ते खूप आवश्यक असते: विविध द्रवपदार्थांचे मिश्रण चांगले करण्यासाठी (म्हणूनच आम्ही कॉफी आणि दूध मिसळण्यासाठी ते मिसळतो), किंवा दरम्यान उष्णतेचे मोठे हस्तांतरण तयार करणे. द्रवपदार्थ (कॉफी जलद थंड होण्यासाठी आम्ही देखील शेक करतो), इ. हवामानशास्त्रात ते अस्तित्वात आहेत आणि म्हणतात वॉन कर्मन भोवरे.

या लेखात आम्ही व्हॉन कर्मा डंप ट्रक, त्यांची वैशिष्ट्ये आणि महत्त्व याबद्दल आपल्याला माहित असणे आवश्यक असलेल्या प्रत्येक गोष्टीचे वर्णन करणार आहोत.

वॉन कर्मा भोवरा गुणधर्म

भोवर्यांच्या पंक्ती

सुरुवातीला, आपल्याला द्रवपदार्थ आणि त्याची गतिशीलता परिभाषित करणारे गुणधर्म माहित असणे आवश्यक आहे. घनता, दाब किंवा तापमान हे चल आहेत जे आपल्या सर्वांना कमी-अधिक माहिती आहेत. त्यांच्या आणि त्यांच्या प्रभावांवर आधारित, द्रवपदार्थाची कोणतीही हालचाल किंवा गतिशीलता स्पष्ट केली जाऊ शकते, ती कितीही गुंतागुंतीची असू शकते:

अस्थिरता

व्हॉन कर्मन व्हर्टिसेस इन मेटिऑरॉलॉजी

कल्पना करा की हवेचा प्रवाह गोलावर आदळतो; हवेचा वेग कमी असल्यास, हवा बॉलच्या आजूबाजूला आणि मागे "सुरळीतपणे" फिरते असे आम्हाला आढळते; या पाठीला पाण्याच्या प्रवाहाची "डाउनस्ट्रीम" किंवा "शेपटी" असेही म्हणतात.

या प्रकरणात प्रवाहाला लॅमिनार म्हटले जाते, म्हणजे: एडीज किंवा सामान्यतः टर्ब्युलेन्स म्हटले जाते याचे कौतुक केले जात नाही, सत्य हे आहे की अशांततेशिवाय सर्वकाही कंटाळवाणे होईल, खरेतर नेव्हियर-स्टोक्स समीकरणे देखील मानसशास्त्र, गर्दी नियंत्रण किंवा स्टेडियममध्ये पादचारी इव्हॅक्युएशन सिस्टमची रचना, इत्यादी, अशांतता नसल्यास सर्वकाही सोपे आहे.

आता समजा की प्रत्येक हवेचा रेणू दुसर्‍या हवेच्या रेणूला फॉलो करतो आणि असेच; एका गुळगुळीत रेषेत असंख्य रेणू असतात. आपण कल्पना करूया की, कोणत्याही “कारणाने”, अचानक एक रेणू आहे जो या डायनॅमिक पॅटर्नचे पालन करत नाही, म्हणजेच तो “सामान्य” मार्ग सोडतो, जरी फार क्वचितच; तांत्रिकदृष्ट्या, ते "अस्थिर" असे म्हणतात. ही अस्थिरता अशांततेची सुरुवात आहे; त्या क्षणापासून, प्रक्षेपणातील बदल तार्किकदृष्ट्या एकमेकांना अनुसरतात, कारण एक रेणू दुसर्‍याला दिशा बदलण्यासाठी ढकलतो, आणि असेच. "कारण" प्रथम स्थानावर का.

आण्विक मार्ग खूप, खूप वैविध्यपूर्ण असू शकतात: तापमान, दाब किंवा घनतेमध्ये अतिशय सूक्ष्म बदल, अगदी सामान्य अज्ञात मूळचे

पुढे तयार होणाऱ्या भूमिती किंवा संरचनेवर अवलंबून, अस्थिरतेला खालील नावे प्राप्त होतात:

  • केल्विन-हेल्महोल्ट्झ अस्थिरता: हे सतत द्रवपदार्थ जसे की हवा किंवा पाणी, किंवा दोन द्रव्यांच्या इंटरफेसमध्ये किंवा एकाच द्रवाच्या दोन स्तरांवर वेगवेगळ्या वेगाने फिरत असताना येऊ शकते.
  • रेले-टेलर अस्थिरता: "पडणे" (संकुचित होणे) किंवा वरच्या वातावरणातून थंड हवेच्या वंशामध्ये महत्वाचे आहे. अगदी गरम हवेच्या "तीक्ष्ण" वाढीमध्ये.

व्हिस्कोसीडॅड

स्निग्धता कदाचित सर्वज्ञात आहे कारण प्रत्येकजण पाण्याची तुलना मध किंवा लावाशी करतो, उदाहरणार्थ, चिकटपणा म्हणजे काय याचा अंदाज लावणे. चला दुसर्‍या कोनातून कल्पना करूया: समजा आपण समोर आणि मागे वाहने असलेल्या ट्रॅफिक लाइटमध्ये आहोत; जेव्हा ट्रॅफिक लाइट हिरवा होतो, आम्हाला हलविण्यासाठी थोडा वेळ हवा आहे; नंतर: स्निग्धता ही प्रत्येक परस्पर वाहकामधील प्रतिक्रिया वेळ (1/प्रतिक्रिया वेळ); चिकटपणा जितका जास्त असेल तितका कमी प्रतिक्रिया वेळ; म्हणजेच, सर्व द्रव एकसंध किंवा एकत्र हलतात.

द्रवपदार्थातील रेणूंमधील घर्षण शक्ती म्हणून स्निग्धपणाचा विचार केला जातो. घर्षण जितके जास्त तितकी स्निग्धता जास्त. इतर गोष्टींबरोबरच, ही शक्ती सीमा स्तराच्या अस्तित्वाचे कारण आहे: हवा पृष्ठभागाच्या जितकी जवळ असेल तितकी त्याची गती कमी असेल (खालील प्रतिमेमध्ये, लहान बाण सर्वात कमी वेग दर्शवितो).

उदाहरणार्थ, पॅराग्लायडर्स आणि विमानाच्या वैमानिकांना हे माहित आहे की जेव्हा वारा (धोकादायकपणे) जोरात वाहतो तेव्हा ते खाली उतरू शकतात, कारण झाडांसोबत “फ्लश” झाल्यामुळे त्यांची शक्ती बरीच कमी होते.

आम्ही आधी नमूद केलेल्या बॉलच्या उदाहरणासह पुढे चालू ठेवत, उदाहरणार्थ, जर पंखावरील हवेचा प्रवाह पूर्णपणे लॅमिनार असेल आणि तेथे कोणताही सीमावर्ती स्तर नसेल (जे आम्हाला आधीपासूनच माहित आहे की चिकटपणा नाही म्हणण्यासारखेच आहे), त्यात कोणताही फरक नाही. शीर्षस्थानी दाब आणि विंगच्या तळाशी, त्यामुळे लिफ्ट नाही; विमान उडू शकत नाही; ते सोपे आहे. उड्डाण करणे पूर्णपणे अशक्य आहे, परंतु सुदैवाने चिकटपणा नेहमीच असतो. तसेच, चिकटपणाशिवाय, ते अस्थिरता असूनही अशांतता निर्माण करणार नाहीत.

कमी दाबाने पदार्थाचे एकत्रीकरण

वातावरणीय देखावा

जेव्हा एखादा कण (जसे की हवेचा रेणू) कमी दाबावर असतो, तेव्हा तो घनतेने भागलेल्या दाबातील बदलामुळे दिलेल्या प्रवेगने त्याला आकर्षित करतो. उच्च दाबाने उलट घडते, ते मागे टाकते किंवा ढकलते.

हवामानशास्त्रात, उच्च दाबाच्या क्षेत्रांना अँटीसायक्लोन म्हणतात, तर चक्रीवादळ किंवा वादळ (उष्णकटिबंधीय चक्रीवादळे केवळ विशेष प्रकरणांमध्ये) त्यांना कमी दाबाचे क्षेत्र म्हणतात.. वातावरणातील सर्व हवा किंवा पृथ्वीच्या महासागरातील सर्व पाणी या दाबाच्या फरकांमुळे हलते. दाब ही सर्व गुणधर्मांची जननी आहे; खरं तर, इतर अनेक चल दबाव बदलांवर परिणाम करतात: घनता, तापमान, चिकटपणा, गुरुत्वाकर्षण, कोरिओलिस फोर्स, विविध जडत्व इ.; किंबहुना, जेव्हा हवेचा रेणू हलतो तेव्हा तो असे करतो कारण त्याच्या आधीच्या रेणूने कमी दाबाचा प्रदेश सोडला आहे, तो प्रदेश लगेच भरतो.

आम्ही वातावरण किंवा महासागर यांसारख्या माध्यमांमध्ये उद्भवणारी कारणे किंवा अस्थिरता पाहिली आहेत, विशिष्ट भूमिती तयार करतात, त्यापैकी एक - या कार्याचा विषय - तथाकथित वॉन कर्मन व्हर्टिसेस आहेत. आता, कोणत्याही द्रवपदार्थाच्या सर्व गतिशीलतेमध्ये हस्तक्षेप करणारी कारणे आणि चल समजून घेतल्यानंतर, आम्ही या विशिष्ट भूमितीबद्दल जाणून घेण्यास तयार आहोत.

जेव्हा वायुप्रवाह कोणत्याही भोवती फिरतो भूमिती, त्याभोवती विकसित होते, ज्यामुळे अस्थिरता येते, जसे आपण आधीच पाहिले आहे, अशांतता निर्माण करणे; या अशांतता व्यावहारिकदृष्ट्या अनंत प्रकार आणि रूपे आहेत; त्यापैकी बहुतेक नियतकालिक नाहीत; म्हणजेच त्यांची वेळेत पुनरावृत्ती होत नाही. किंवा जागा, परंतु काही करतात. हे वर नमूद केलेल्या वॉन करमन व्हर्टिसेसचे प्रकरण आहे.

ते अतिशय विशिष्ट एअरस्पीड परिस्थितीत आणि अडथळा म्हणून काम करणाऱ्या ऑब्जेक्टच्या विशिष्ट परिमाणांमध्ये तयार होतात.

मला आशा आहे की या माहितीद्वारे तुम्ही व्हॉन कर्मन व्हर्टिसेस, त्यांची वैशिष्ट्ये आणि हवामानशास्त्रातील महत्त्व याबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.


टिप्पणी करणारे सर्वप्रथम व्हा

आपली टिप्पणी द्या

आपला ई-मेल पत्ता प्रकाशित केला जाणार नाही. आवश्यक फील्ड चिन्हांकित केले आहेत *

*

*

  1. डेटा जबाबदार: मिगुएल Áन्गल गॅटन
  2. डेटाचा उद्देशः नियंत्रण स्पॅम, टिप्पणी व्यवस्थापन.
  3. कायदे: आपली संमती
  4. डेटा संप्रेषण: कायदेशीर बंधन वगळता डेटा तृतीय पक्षास कळविला जाणार नाही.
  5. डेटा संग्रहण: ओकेन्टस नेटवर्क (EU) द्वारा होस्ट केलेला डेटाबेस
  6. अधिकारः कोणत्याही वेळी आपण आपली माहिती मर्यादित, पुनर्प्राप्त आणि हटवू शकता.