В книге рассмотрены проблемы динамики атмосферы, океана и течений в каналах, которые ранее не поддавались исследованию, поскольку не учитывали инерцию мезовихрей турбулентных потоков. Мезомасштабная теория восполнила пробел благодаря пространственному осреднению, известному из приемов составления конечноразностных компьютерных программ. Показано, что требования однородности турбулентности отнюдь не запрещают асимметрию тензора турбулентных напряжений, если нетривиален собственный угловой момент мезовихрей. Получаемые при этом континуальные уравнения для макропараметров турбулентных объектов позволяют, например, показать зарождение торнадо из облака мелких вихрей атмосферы. Принципиальным оказалось использование потока энергии, как параметра состояния, что типично для термодинамически открытых систем. В качестве приложений мезомасштабной теории к физике атмосферы рассмотрены задачи формирования турбулентного следа за телом, включая эффекты присутствия взвеси и перемежаемости потоков. Из геофизических приложений рассмотрены задачи о формировании океанских течений на экваторе и глобальной циркуляции Мирового океана также затронута проблема магнитного динамо. Отдельная глава посвящена вопросам турбулентных течений и теплообмена в трубах и каналах, где применение мезомасштабной теории позволило полностью описать как классические турбулентные профили скоростей, так и обнаружить некоторые новые эффекты. Применение среды разработки параллельных программ Parjava для кластерных вычислений позволило получить трехмерные (3D) численные решения задачи зарождения и трансформации торнадо, наглядно иллюстрирующие кинематику процессов и адекватность расчета натурным наблюдениям. Книга рассчитана на специалистов по геофизике, гидродинамике, метеорологии, компьютерным вычислениям, на аспирантов и студентов вузов.
V knige rassmotreny problemy dinamiki atmosfery, okeana i techeniy v kanalakh, kotorye ranee ne poddavalis issledovaniyu, poskolku ne uchityvali inertsiyu mezovikhrey turbulentnykh potokov. Mezomasshtabnaya teoriya vospolnila probel blagodarya prostranstvennomu osredneniyu, izvestnomu iz priemov sostavleniya konechnoraznostnykh kompyuternykh programm. Pokazano, chto trebovaniya odnorodnosti turbulentnosti otnyud ne zapreshchayut asimmetriyu tenzora turbulentnykh napryazheniy, esli netrivialen sobstvennyy uglovoy moment mezovikhrey. Poluchaemye pri etom kontinualnye uravneniya dlya makroparametrov turbulentnykh obektov pozvolyayut, naprimer, pokazat zarozhdenie tornado iz oblaka melkikh vikhrey atmosfery. Printsipialnym okazalos ispolzovanie potoka energii, kak parametra sostoyaniya, chto tipichno dlya termodinamicheski otkrytykh sistem. V kachestve prilozheniy mezomasshtabnoy teorii k fizike atmosfery rassmotreny zadachi formirovaniya turbulentnogo sleda za telom, vklyuchaya effekty prisutstviya vzvesi i peremezhaemosti potokov. Iz geofizicheskikh prilozheniy rassmotreny zadachi o formirovanii okeanskikh techeniy na ekvatore i globalnoy tsirkulyatsii Mirovogo okeana takzhe zatronuta problema magnitnogo dinamo. Otdelnaya glava posvyashchena voprosam turbulentnykh techeniy i teploobmena v trubakh i kanalakh, gde primenenie mezomasshtabnoy teorii pozvolilo polnostyu opisat kak klassicheskie turbulentnye profili skorostey, tak i obnaruzhit nekotorye novye effekty. Primenenie sredy razrabotki parallelnykh programm Parjava dlya klasternykh vychisleniy pozvolilo poluchit trekhmernye (3D) chislennye resheniya zadachi zarozhdeniya i transformatsii tornado, naglyadno illyustriruyushchie kinematiku protsessov i adekvatnost rascheta naturnym nablyudeniyam. Kniga rasschitana na spetsialistov po geofizike, gidrodinamike, meteorologii, kompyuternym vychisleniyam, na aspirantov i studentov vuzov.
