Главная – Журналы – Оптика атмосферы и океана 2026 номер 5

Оптическое излучение, распространяющееся в атмосфере, частично поглощается воздушной средой, что приводит к ее нагреву, а сам пучок оптического излучения выступает в роли линейного протяженного теплового источника. Возникающие при этом конвективные явления вносят свой вклад в атмосферную турбулентность. В помещениях такая конвективная турбулентность имеет особенности, связанные с пространственной ограниченностью и наличием других тепловых источников. В настоящей работе представлены результаты исследования конвективных движений воздуха в окрестности группы линейных протяженных оптических источников в горизонтальной конфигурации расположения незамкнутого помещения при внешнем ветровом воздействии. Исследования выполнены путем численного решения трехмерных уравнений Навье-Стокса. Для параллелизации вычислений применялся вычислительный кластер с программным интерфейсом MPI. Описаны возникающие вдоль наклонных оптических пучков конвективные ячейки и соответствующие поля скоростей и температуры воздушной среды. Установлено, что форма и расположение ячеек определяются углом наклона оптической оси пучков и конфигурацией помещения. Продемонстрирована эволюция полей температуры и скоростей. Построены пространственные спектры флуктуаций температуры по различным направлениям, включая окрестности оптических трасс. Описаны причины и представлены оценки взаимного влияния пучков в части изменений структурной характеристики флуктуаций показателя преломления воздуха в окрестности трасс. Исследовано влияние внешнего ветра на тепловые следы пучков внутри и вне помещения. Установлено, что к моменту завершения численного эксперимента в помещении формируется распределение температуры, соответствующее турбулентности с колмогоровским спектром. Рассмотренные ситуации могут наблюдаться в помещениях оптических систем при нагреве воздуха пучками оптического излучения различной интенсивности. Возникающие поля турбулентности конвективной и динамической природы существенно влияют на работу регистрирующих устройств. Полученные результаты важны для прогноза правильной работы таких устройств и оценки взаимного влияния пучков.