Процессы поперечного переноса в меандрирующем течении

Abstract

На основании ранее предложенного моделирования меандрирующего течения вихревой дорожкой Кармана [1] рассмотрены процессы перемешивания и поперечного переноса при взаимодействии с кругооборотами [2], а также при образовании отсеченных вихрей. Для изучения процессов перемешивания и переноса применен метод слежения за деформацией контура выделенной круговой области и отслеживания обратно во времени ее деформации, что дает возможность понять, из какой области течения данное круглое пятно сформировалось. Показано, что около половины площади круговой области над впадиной третьего меандра формируется из теплой части течения и, таким образом, впервые продемонстрировано, как теплая жидкость поперечно к течению переносится в окружающую холодную область.

На основi ранiше запропонованого моделювання меандруючої течiї вихрової дорiжки Кармана [1] розглянутi процеси перемiшування та поперечного переносу при взаємодiї з кругообiгами [2], а також при утвореннi вiдтятих вихорiв. Для вивчення процесiв перемiшування та переносу застосованo метод стеження за деформацiєю контуру видiленої кругової областi та вiдслiдковування зворотньо у часi її деформацiї, що дає можливiсть зрозумiти, з якої областi течiї дана кругла пляма сформувалась. Показано, що близько половини площi кругової областi над западиною третього меандру формується з теплої частини течiї i, таким чином, вперше продемонстровано, як тепла рiдина поперечно до течiї переноситься в навколишню холодну область.

The new mathematical model for a stream function of the meandering jet is suggested. It based upon a modification of the von Karman vortex street stream function [1], The processes of mixing and transport across the jet by interaction with rings [2] as well as by initiation of the pinched off eddies are considered. To study mixing across the jet we examine deformation of circular area back in time, so we can determine from which part of the jet this area is composed. Numerical simulations show that approximately half of the circular area above the third trough of meandering jet may contain warm fluid from a central area of the jet. In this study firstly ways by which warm water from jet transfered into surrounding cold water are shown.