Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

31.05.2018
14:04

Ученые оценили вероятность успеха каждой из команд на чемпионате мира по футболу

31.05.2018
13:58

Золото и клеточные мембраны стали микророботом для борьбы с бактериями

31.05.2018
13:55

Искусственные мышцы научили сокращаться от солнечного света

31.05.2018
13:52

Физики определили общие характеристики конвективных течений на поверхности звезды и в масле на сковороде

    Физики вычислили характерные размеры и скорости всех типов конвективных вихревых потоков, аналогичных ячейкам Бенара, возникающим, например, при нагревании пленки масла на поверхности сковородки за счет перепада температур. Полученные данные можно будет использовать для описания конвективных потоков в атмосфере или мантии Земли или, например, на поверхности звезд, пишут ученые в Nature Communications.

    Образование в пленке вязкой жидкости ячеек Бенара — один самых известных примеров возникновения упорядоченных систем в сильно неравновесных с точки зрения термодинамики системах. Наблюдать его можно, например, если дно сковородки полностью покрыть слоем масла и начать ее нагревать. При определенной температуре в пленке начнут формироваться отделенные друг от друга ячейки, которые в конечном итоге формируют упорядоченную гексагональную структуру. Механизм формирования такой упорядоченной системы связан с возникающим в жидкости большим перепадом температур, который приводит к возбуждению конвекции Рэлея — Бенара. В центре ячеек нагретая жидкость поднимается вверх, а по краям — холодная жидкость опускается вниз. За счет вязкости ячейки оказываются «сцеплены» между собой и образуют упорядоченную решетку.

    В зависимости от разницы температур и вязкости жидкости, в подобных системах могут образовываться не только гексагональные конвективные ячейки, но и замкнутые или протяженные структуры другой формы — такие структуры возникают, например, в атмосфере и мантии Земли или на поверхности звезд. Несмотря на то, что изучению ячеек Рэлея — Бенара было посвящено большое количество работ, общего систематического исследования всех возможных типов структур и определения характерных для всех них значений физических параметров не проводилось, а некоторых значения вязкости жидкости не исследовались вовсе. Группа физиков из Германии и США под руководством Йорга Шумахера (Jörg Schumacher) из Технического университета Ильменау провела подобное исследование с помощью прямого численного моделирования турбулентных течений, основанного на численном решении уравнений Навье — Стокса.

    Авторы работы в очень широком диапазоне проварьировали два основных параметра, которые определяют течение жидкости при таком явлении: число Прандтля и число Рэлея. Первое из этих чисел, определяющее отношение вязкости жидкости и ее температуропроводности, ученые меняли от 0,005 до 70, а второе, которое как раз свидетельствует о возможности образования устойчивых конвективных потоков в жидкости из-за градиента температуры, поднимали до от 10 тысяч до 10 миллионов (при критическом значении порядка тысячи, более же высокие значения соответствуют большим перепадам температуры).

    В результате ученым удалось детально изучить переход от быстрых турбулентных флуктуаций к упорядоченной системе конвективных потоков Рэлея — Бенара, обнаружить несколько различных модификаций образующихся структур, а также определить характерные для такой системы временные и размерные параметры, такие как: средний размер одной вихревой структуры, среднюю скорость жидкости в ней, период вращения частиц жидкости внутри вихря или время вертикальной диффузии частиц. Для этих параметров ученые определили верхние и нижние границы, некоторые из которых также удалось объяснить теоретически. Так, например, физики обнаружили, что размер вихрей достигает максимального значения при определенном соотношении вязкости жидкости и температуропроводности (около 10), а при увеличении и уменьшении этого отношения — падает. Кроме того, компьютерное моделирование позволило описать динамику перехода из из одного режима в другой. Оказалось, что при любых числах Прандтля этот переход происходит плавно, при этом постепенно уменьшаются флуктуации скорости и температуры, а при их полном подавлении устанавливается устойчивое состояние.

    По словам авторов работы, определение значений характерных для упорядоченных конвективных потоков по механизму Рэлея – Бенара размерных и временных параметров позволит разработать точные упрощенные модели для описания таких структур. В свою очередь, эти модели потом можно будет использовать для исследований геофизических и астрофизических процессов, связанных с движением потоков в мантии Земли или веществ на поверхности планет.

    Кроме описания тех явлений, в которых конвекция Релея — Бенара наблюдается в явном виде (например, именно с помощью нее ученые объясняют ячеистую структуру поверхности Плутона), подобные модели иногда используются и для довольно неожиданных систем. Так, именно гидродинамическая модель, описывающая формирование ячеек Бенара, стала основой для математической теории образования морщин на коже человека.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/05/31/benard-cells

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

31.05.2018
13:48

Китайцы испытали флотилию из 56 надводных роботов

31.05.2018
13:39

Найдены следы развитых технологий в древней Европе

31.05.2018
12:32

" Не знаю, надо ли повторять очевидное..." - новое в обозрении Маркса Тартаковского

31.05.2018
08:50

"Откровние от Михаила." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

30.05.2018
20:05

В Перу на плато Наска обнаружены неизвестные ранее геоглифы

30.05.2018
19:01

"СКРИПАЛЬ "нервно курит в сторонке"." - новое в обозрении Маркса Тартаковского

30.05.2018
17:01

Проект «Ярило» нацелен на исследование Солнца

30.05.2018
16:51

Физики впервые использовали квантовое "облако" для просчета опытов

30.05.2018
16:48

Ученые поймали "морского конька" в самых беспокойных "звездных яслях"

30.05.2018
16:45

Ученые воссоздают процесс поглощения звезды черной дырой

30.05.2018
16:39

Физики получили четвертый чистый ферромагнетик

30.05.2018
16:34

Астрономы описали проблемы инопланетной космонавтики

30.05.2018
16:22

Японские ученые, используя суперкомпьютер K Computer, предсказали возможность существования экзотической элементарной частицы "Di-Omega"

30.05.2018
16:19

Российские ученые опровергли миф о живительной силе серебра

30.05.2018
16:16

В Италии нашли старейшее дерево Европы

30.05.2018
16:12

Ученые изобрели реальный конденсатор потока, предназначенный не для путешествий во времени

<< 351|352|353|354|355|356|357|358|359|360 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList