Geofizikai hidrodinamika , Asztrofizikai hidrodinamika - a hidrodinamika egyik ága , amely olyan jelenségek és fizikai mechanizmusok tanulmányozására irányult, amelyek folyékony vagy gáz halmazállapotú folytonos közegek természetes nagy turbulens áramlásaiban forgó tárgyakon.
Általános problémák :
A geofizikai hidrodinamika a következőket tartalmazza :
Az asztrofizikai hidrodinamika a következőket tartalmazza :
Mindezen, egymástól látszólag távoli tudományterületeket hasonló fizikai mechanizmusok egyesítik, amelyek beindítják a turbulens rétegfolyadék vagy gáz általános keringését (beleértve az elektromosan vezetőképeseket is) a forgó tárgyakban.
A geofizikai hidrodinamikai kutatások fő gyakorlati célja egy hatékony módszer megalkotása a különböző időszakokra vonatkozó numerikus időjárás-előrejelzésre, egy klímaelmélet megalkotása , egy módszer a veszélyes időjárási jelenségek előrejelzésére, valamint egy előrejelzési módszer kidolgozása. a geomágneses tér változásai. Az asztrofizika területén végzett kutatások kivételes kognitív értékkel bírnak, a csillagászat és a fizika más területein is előrelépést serkentenek, formálják a modern világképet.
A feladatokat elméleti fizika módszereivel tanulmányozzuk, jelenségeket modellezve hidrodinamika, ( mágneses hidrodinamika ), ( relativisztikus hidrodinamika ), termodinamika differenciálegyenletrendszerrel , figyelembe véve a turbulencia elmélet vívmányait ( statisztikai folyadékmechanika ), kontinuum optika , magfizika , matematikai fizika . A jelenség matematikai modellje néhány leegyszerűsített esetben matematikai elemzésre is alkalmas . A legtöbb esetben az eredmény csak numerikus szimulációval érhető el . A geofizikai (asztrofizikai) hidrodinamika problémáinak numerikus megoldása, beleértve a numerikus időjárás-előrejelzést is, a számítási matematika egyik legnehezebb problémája .
A geofizikai hidrodinamika alapja a Navier-Stokes-féle viszkózus folyadék mozgásegyenlete , a hőegyenlet . A Reynolds-módszer szerinti átlagolás után az egyenletek alkalmazhatóvá válnak a turbulens állapotra. A geofizikai hidrodinamika alapelvei közé tartozik az örvényegyenlet , a potenciális örvényegyenlet is .
A geofizikai hidrodinamikában a fizikai modellek felépítéséhez szükséges adatok forrása a Föld légkörében, a világóceánban, más bolygók légkörében és a bolygók műholdjaiban zajló általános keringés és egyedi jelenségek megfigyelése, valamint a speciális természeti (beleértve az expedíciós) tanulmányok. A geofizikai hidrodinamika egyes jelenségei ( indexciklus vagy "vacilláció") laboratóriumi kísérletekkel modellezhetők. A megfigyelési csillagászat (rádió, optikai, röntgen és gamma) szolgáltat adatokat az asztrofizikai hidrodinamikához.
A geoasztrofizikai hidrodinamika különböző szakaszai a fizikai mechanizmusok analógiáján alapuló ötletekkel gazdagítják egymást. Például a Nap szerkezetének és dinamikájának modellje nagyrészt a dinamikus meteorológiában elért eredményeken alapul [1] . Ugyanez mondható el a korongakréció elméletéről is , amelyben az indexciklus jelensége a röntgencsillagok változékonyságával [2] és a galaktikus atommagok aktiválódása [3] között gyümölcsözőnek bizonyult.
A geofizikai hidrodinamika eredményeit különféle alkalmazott problémák megoldására használják fel. A geofizikai hidrodinamika alkalmazott problémáit az alkalmazott meteorológia , hidrológia , oceanológia és globális ökológia oldja meg .