Вихревая диффузия

Вихревая диффузия , вихревая дисперсия , многолучевость или турбулентная диффузия - это любой процесс диффузии, при котором вещества смешиваются в атмосфере или в любой жидкостной системе из-за вихревого движения . ^[1]^[2] Другими словами, ^[3] это перемешивание, вызванное вихрями , размер которых может варьироваться от небольших микромасштабов Колмогорова до субтропических круговоротов . Размер водоворотов уменьшается по мере потери кинетической энергии, пока не станет достаточно маленьким, чтобы можно было контролировать вязкость, что приводит к рассеиванию кинетической энергии в тепло. ^[4]Концепция турбулентности или турбулентного потока вызывает вихревую диффузию. ^[5] Теория вихревой диффузии была разработана сэром Джеффри Инграмом Тейлором . ^[6]

Поскольку микроскопические процессы, ответственные за атмосферное перемешивание, слишком сложны для детального моделирования, разработчики атмосферных моделей обычно рассматривают атмосферное перемешивание как процесс макроскопической «вихревой» диффузии. В этом подходе скорость диффузии на каждом уровне давления параметризуется величиной, известной как коэффициент вихревой диффузии , K ^[7] (также иногда называемый коэффициентом вихревой диффузии , с единицей измерения м ² с ^-1 ). Используется коэффициент вихревой диффузии. в уравнении диффузии , чтобы описать дисперсию или смешивание растворенных веществ в жидких или атмосферных системах. ^[8]

В естественных системах вертикальный компонент вихревой диффузии является важным параметром для моделирования и описания атмосферных изменений из-за турбулентности и конвекции. ^[9] Этот процесс вихревой диффузии является основой структуры атмосферного пограничного слоя . ^[9] В реках водовороты вызывают колебания скорости реки, а их размер определяет величину диффузии водоворотов. ^[4] Размер обычно ограничен глубиной реки, поскольку глубина реки обычно намного меньше ее ширины. ^[4]

использованная литература

^ Сборник химической терминологии ИЮПАК, 2-е издание (1997) Золотая ссылка на книгу ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Научный мир, волчья рама
^ Глоссарий метеорологии Ссылка
^ ^a ^b ^c Шансон, Хуберт (2004), «Введение: турбулентное перемешивание и рассеяние в реках и эстуариях: введение», Экологическая гидравлика течений в открытом канале , Elsevier, стр. 35–36, doi : 10.1016 / b978-0- 7506-6165-2.50062-х , ISBN 978-0-7506-6165-2
^ Сринивасан, Кошик; Янг, WR (июнь 2014 г.). "Напряжение Рейнольдса и вихревая диффузия β-плоских сдвиговых течений". Журнал атмосферных наук . 71 (6): 2169–2185. Bibcode : 2014JAtS ... 71.2169S . DOI : 10.1175 / jas-d-13-0246.1 . ISSN 0022-4928 .
^ Калинское, АА; Пьен, CL (1944-03-01). «Эдди диффузия». Промышленная и инженерная химия . 36 (3): 220–223. DOI : 10.1021 / ie50411a008 . ISSN 0019-7866 .
^ Чемберлен, JW & Hunten, DM (1987). Теория планетных атмосфер: введение в их физику и химию . Нью-Йорк: Academic Press. С. 75 и 90.
^ "Изучение влияния вертикального изменения скорости ветра и коэффициента диффузии вихрей на уравнение адвекции-диффузии". Отчеты по прикладным наукам . 14 (3). 2016-05-05. DOI : 10.15192 / pscp.asr.2016.14.3.250257 . ISSN 2311-0139 .
^ а б Кумар, Прамод; Шаран, Майтхили (01.03.2012). «Параметризация коэффициента диффузии вихрей в модели рассеяния над однородной территорией в пограничном слое атмосферы» . Атмосферные исследования . 106 : 30–43. Bibcode : 2012AtmRe.106 ... 30K . DOI : 10.1016 / j.atmosres.2011.10.020 . ISSN 0169-8095 .

[1] Сборник химической терминологии ИЮПАК, 2-е издание (1997) Золотая ссылка на книгу ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[2] Научный мир, волчья рама

[3] Глоссарий метеорологии Ссылка

[:1-4] Шансон, Хуберт (2004), «Введение: турбулентное перемешивание и рассеяние в реках и эстуариях: введение», Экологическая гидравлика течений в открытом канале , Elsevier, стр. 35–36, doi : 10.1016 / b978-0- 7506-6165-2.50062-х , ISBN 978-0-7506-6165-2

[5] Сринивасан, Кошик; Янг, WR (июнь 2014 г.). "Напряжение Рейнольдса и вихревая диффузия β-плоских сдвиговых течений". Журнал атмосферных наук . 71 (6): 2169–2185. Bibcode : 2014JAtS ... 71.2169S . DOI : 10.1175 / jas-d-13-0246.1 . ISSN 0022-4928 .

[6] Калинское, АА; Пьен, CL (1944-03-01). «Эдди диффузия». Промышленная и инженерная химия . 36 (3): 220–223. DOI : 10.1021 / ie50411a008 . ISSN 0019-7866 .

[7] Чемберлен, JW & Hunten, DM (1987). Теория планетных атмосфер: введение в их физику и химию . Нью-Йорк: Academic Press. С. 75 и 90.

[8] "Изучение влияния вертикального изменения скорости ветра и коэффициента диффузии вихрей на уравнение адвекции-диффузии". Отчеты по прикладным наукам . 14 (3). 2016-05-05. DOI : 10.15192 / pscp.asr.2016.14.3.250257 . ISSN 2311-0139 .

[:0-9] а б Кумар, Прамод; Шаран, Майтхили (01.03.2012). «Параметризация коэффициента диффузии вихрей в модели рассеяния над однородной территорией в пограничном слое атмосферы» . Атмосферные исследования . 106 : 30–43. Bibcode : 2012AtmRe.106 ... 30K . DOI : 10.1016 / j.atmosres.2011.10.020 . ISSN 0169-8095 .

[1]