НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ

Взаимодействие стационарных вихревых полей

Возмущения, создаваемые направленными потоками винтовых вихревых колец, взаимодействуют друг с другом. Результатом взаимодействия может стать воздействие на сами потоки. Максимальная сила взаимодействия при параллельном расположении потоков. Рассмотрим сначала взаимодействие возмущений от однонаправленных потоков. При таком расположении кольцевые вращения обоих потоков направлены в одну сторону. По правилам взаимодействия вихрей потоки должны начать вращаться вокруг общего центра и отталкиваться друг от друга.

Рисунок 1. Взаимодействие однонаправленных потоков

Через некоторое время взаимодействия должен произойти качественный скачок. Так как вихри вторичны, то они объединяются в единый вихрь, а не гасят и не уничтожают друг друга. Вихри гасят друг друга только в пространстве между потоками. А во всем остальном окружающем пространстве вихри усиливают друг друга. Мощность объединенного вихря не равна линейной сумме двух исходных вихрей. Это связано с вовлечением во вращение дополнительных масс газовой среды. Объединенный вихрь становится как бы защитной оболочкой, которая защищает внутреннее пространство от внешнего давления. В результате внутреннее давление уменьшается и под действием более высокого внешнего давления потоки начнут прижиматься друг к другу. Снижению внутреннего давления способствует и объединенный поток от тороидального вращения винтовых колец. В месте направленного движения всегда снижается давление.

Рисунок 2. Взаимодействие противонаправленных потоков

Результат взаимодействия возмущений от противонаправленных потоков не столь очевиден. Вихри разделяют окружающее пространство на две области. Между потоками вихревых колец с одной стороны, по правилам взаимодействия вихрей, в результате взаимодействия кольцевых вращений должны возникнуть силы притяжения. Это является следствием появления пониженного давления в результате усиления между потоками упорядоченного движения газа. Но с другой стороны, давление между потоками должно не снижаться, а повышаться в результате встречных тороидальных вращений. Возможно два сценария развития процессов. По первому сценарию всегда доминирует тороидальное взаимодействие. В этом случае потоки винтовых колец будут всегда отталкиваться. По второму сценарию тороидальное взаимодействие доминирует только вблизи. Но тороидальные возмущения затухают быстрее, поэтому при увеличении расстояния между потоками должно начать доминировать кольцевые возмущения, а потоки колец должны начать притягиваться. В обоих случаях сила взаимодействия меньше силы, возникающей при взаимодействии однонаправленных потоков.

Рисунок 3. Сечения вихревых полей

Таким образом, для создания мощного стационарного вихревого поля, необходимо использовать большое количество однонаправленных потоков винтовых вихревых колец. Сечение вихревого поля от одного вихревого потока обладает круговой симметрией, поэтому вихревые поля от рассредоточенных потоков колец частично гасятся. Чем компактнее потоки, тем более симметричное и более мощное вихревое поле создается.

Рисунок 4. Кольцевое вихревое поле тороидальной структуры

Теперь представим, что поток вихревых винтовых полей свернут в спираль катушечного вида. Такая конфигурация коренным образом изменяет структуру стационарного кольцевого вихревого поля. Кольцевое вращение среды заворачивается в тор. Вокруг свернутого потока возникает тороидальное вращение среды, кольцевое по своей физической сути. В свою очередь, тороидальное, по своей физической сути, вращение среды превращается в кольцевое вращение. И распространяется по новому закону, пропорционально квадрату расстояния, становясь равноправной составляющей вихревого поля.

Рисунок 5. Конфигурация стационарного вихревого макрополя от катушечного потока

На торцах катушки должны возникнуть цилиндрические вихри. А полная конфигурация стационарного газодинамического поля должна быть идентичной конфигурации газодинамического поля от винтового кольца. Для идентификации полей удобно одно поле называть макрополем, а другое – микрополем.

Что будет, если винтовое газовое кольцо попадет в область макрополя катушечного потока? Возникнет уже рассмотренная ранее ситуация – воздействие ветра на вихревое кольцо. Во-первых, вихревое кольцо должно развернуться тылом к ветру. Во-вторых, оно должно начать смещаться в соответствии с формулой F=k[VxM]. Направление смещения противоположно у вихревых колец с разной полярностью.

Владимир Яковлев, lun1@list.ru , http://logicphysic.narod.ru , июнь 2006 года

Hosted by uCoz