SCI Библиотека

В монографии нашли отражение проблемы многолетних колебаний уровня бессточных и проточных водоемов. Рассмотрены нелинейные тепловые механизмы взаимодействия поверхности суши и водной поверхности с атмосферой; процессы тепло- и массопереноса в водной среде; особенности динамики многолетних колебаний речного стока, а также хаотической динамики гидросферных и климатических процессов.

Большое внимание уделено решению проблемы многолетних колебаний уровня Каспийского моря, основанному на законах нелинейной термодинамики взаимодействия водной поверхности и атмосферы.

Для широкого круга специалистов в области гидрологии, гидрогеологии, гидрохимии, гидрофизики и экологии.

Книга посвящена математическому изучению поведения жидкости в условиях полной или частичной невесомости, которые реализуются при космических полетах, когда силы поверхностного натяжения и самогравитации порождают специфические эффекты.

В книге изучаются формы равновесных состояний жидкости, условия устойчивости этих состояний и характер их распада (вётвления) при потере устойчивости; частоты и формы малых колебаний идеальной и вязкой жидкости, условия возникновения и формы самогравитационной и термокапиллярной конвекции.

Книга рассчитана на специалистов в области гидромеханики, космического полета, математической физики и прикладной математики, а также на аспирантов и студентов.

В гл. 2 было разъяснено общее понятие случайного поля и были введены основные статистические характеристики таких полей — их средние значения и корреляционные функции различных порядков.

Этого было достаточно для рассмотрения простейших свойств турбулентных течений, составившего содержание гл. 3—5. Однако исследование некоторых более тонких свойств турбулентности требует введения ряда новых математических понятий, описанию которых и будет посвящена настоящая глава.

Теория турбулентности, рассматриваемая в этой книге, исходит из макроскопического описания течений жидкостей и газов, как непрерывных сред, на основе классических уравнений гидромеханики. Но в отличие от обычной гидромеханики теория турбулентности изучает не индивидуальные особенности течений, а статистические свойства ансамблей течений при макроскопически одинаковых внешних условиях.

Поэтому мы и озаглавили эту книгу «Статистическая гидромеханика». Однако следует иметь в виду, что такие вопросы, как вывод макроскопических уравнений гидромеханики из статистических законов кинетической теории газов, к которым иногда также относят это название, в нашей книге излагаться не будут.

Предлагаемый курс современной гидродинамики написан на высоком теоретическом уровне. По энциклопедичности содержания и систематичности изложения книгу М. Милна-Томсона можно сравнить со всемирно известным трудом Г. Ламба «Гидродинамика», вышедшим в русском переводе в 1947 г. В то же время она выгодно отличается от книги Ламба новизной материала.

Книга Милна-Томсона будет служить весьма ценным учебником по гидродинамике, причем для его понимания не требуется специальной подготовки. В частности, автор приводит непосредственно в тексте все необходимые для изучения динамики математические сведения. Большую ценность представляют также задачи различной степени трудности, сопровождающие каждую главу; таких задач в книге около 600.

Книга рассчитана на преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов университетов и инженерно-физических вузов. В то же время она представляет интерес и для научных работников и инженеров, занимающихся вопросами гидродинамики.

Теория струй идеальной жидкости посвящена изучению течений, ограниченных частично твердыми стенками и частично свободными поверхностями, на которых давление р постоянно.

К 1947 г. теория струй насчитывала почти пятьдесят лет своего существования. Она была создана трудами крупнейших гидродинамиков — в первую очередь Г. Гельмгольца, Г. Кирхгофа, Дж. В. Стретта (лорда Рэйли), Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, Т. Леви-Чивиты, А. Вилля и др.

Теория струй содержала красивые математические решения широкого класса гидродинамических задач, однако считалось (например, В. Томсоном, Г. Ламбом), что единственными приложениями теории струй являются решения задач об истечении жидкости из сосудов. В подтверждение такого рода возражений против теории приводились некоторые экспериментальные данные, показывающие несоответствие теоретических расчетов с опытами.

В книге рассмотрены процессы, протекающие при взаимодействии высокотемпературных расплавов с жидкими охладителями. Приведен обзор основных стадий протекания паровых взрывов при тяжелых авариях на ядерных реакторах, включая предварительное перемешивание, инициирование (триггеринг) и собственно взрыв.

Подробно освещен фрагментационный струи расплава в глубоком бассейне за счет развития неустойчивости и срыва капель. Рассмотрены экспериментальные данные по взрывам расплава в бассейне и анализ параметров, определяющих степень фрагментации струи, величину тепломассопереноса с поверхностей фрагментов и механизмы их разлета. Обсуждаются возможность и условия когерентного протекания процесса, ведущее к увеличению интенсивности взрыва.

Отдельное внимание уделено исследованиям импульсных струй, их нагреву и движения в бассейне. В книге также впервые рассмотрена теория термической детонации на основе диафраг Гононов и моделей теплопереноса. Полученные данные и выводы подтверждены большими объемами компьютерного моделирования взаимодействия расплава и воды. В определённые параметры парового взрыва и условия нагрева включены тепловыделяющие элементы и компоненты реакторов.

Книга может представлять интерес для широкого круга специалистов в области безопасности ядерных технологий, механики многофазных сред, гидродинамики и теплофизики, студентов и аспирантов.

Имеющиеся записи некоторых выступлений Л. И. Мандельштама на семинарах 1925—1932 гг. являются большей частью довольно отрывочными. Составление по ним связанных, удобочитаемых текстов, пригодных для включения в Собрание трудов Л. И. Мандельштама (т. е. дающих уверенность в достаточной близости к его подлинной мысли), является чрезвычайно трудной научно-литературной задачей. Такими обработанными текстами Комиссия по изданию трудов Л. И. Мандельштама не располагает.

В учебном пособии описаны течения невязкого газа с гиперзвуковыми скоростями с учетом реальных равновесных и неравновесных процессов, сопутствующих движению тел в атмосфере. Приведены уравнения движения несовершенных газов и описана общая теория их сверхзвуковых и гиперзвуковых течений. Рассмотрены задачи обтекания тел наиболее типичных для гиперзвуковой аэродинамики форм.

Книга может быть также полезна специалистам авиационной промышленности.

В монографии рассматриваются вопросы движения газо-жидкостных смесей в трубах. Для обоснования различных положений в гл. 1 выводятся общие уравнения гидродинамики двухфазных жидкостей. Из этих уравнений получен ряд точных решений и критериев подобия.

В гл. 3 для определения основных гидравлических характеристик течения двухфазных жидкостей в трубах применяется метод исследования турбулентного движения.

В гл. 4—8 содержатся экспериментальные исследования, проведенные авторами, а также обсуждение результатов других работ.

Экспериментальные исследования построены в критериальной форме, что дает возможность распространить их результаты на натурные объекты. Получены зависимости для определения устойчивости потоков, сопротивления и истинного газосодержания. Результаты исследований представлены в виде удобном для инженерного расчета, а разработанная программа может быть использована проектными организациями.

Необходимость в актуализации трубации материала, отражающего вопросы движения газо-жидкостных смесей, назрела давно. Это объясняется, с одной стороны, возрастанием объемов добычи, сбора и транспорта нефти и газа (механическая и конденсатная), с другой – расширением области применения данных исследований в смежных разделах областях техники и химической, котельной, ракетной пр.

Монография будет полезна инженерам и научным работникам, интересующимся теоретическими аспектами проблемы или ее практической стороной.