Главная – Журналы – Поиск по журналам

Проведено численное исследование влияния локального изменения температуры поверхности профилированного сопла, соответствующего числу Маха M = 6, на устойчивость и ламинарно-турбулентный переход пограничного слоя. Профили ламинарного пограничного слоя получены путем численного решения уравнений Навье-Стокса с помощью программы Fluent пакета Ansys. В приближении линейной теории устойчивости получены N-факторы роста вихрей Гёртлера, возмущений первой и второй мод Мэка. Показано, что локальный нагрев приводит к замедлению нарастания амплитуд вихрей Гёртлера и первой моды Мэка относительно базового случая, и чем сильнее нагрев, тем более выражен данный эффект. Рост амплитуды второй моды возмущений при локальном нагреве сопла до температуры, близкой к температуре торможения, замедляется, а при большей температуре локального нагрева - ускоряется. Установлено, что локальное охлаждение приводит к ускорению роста амплитуд вихрей Гёртлера и второй моды Мэка. Амплитуда первой моды Мэка в зоне охлаждения меньше, чем в базовом случае, а ниже по потоку значительно больше. Установлено, что нагрев поверхности профилированных сопел необходимо осуществлять в области наискорейшего роста амплитуд вихрей Гёртлера, и чем выше температура, тем ботльше ожидаемый эффект. Однако максимально возможная температура определяется ростом второй моды Мэка. Оптимальной является температура локального нагрева поверхности, при которой рост амплитуды второй моды происходит медленнее, чем рост амплитуды вихрей Гёртлера.

Реализован ввод контролируемых возмущений в поток аэродинамической трубы и проведены зондовые измерения полей амплитуды пульсаций давления и фазовых скоростей этих возмущений. По соотношениям для невязкого взаимодействия длинноволновых вихревых, энтропийных и акустических возмущений с ударной волной на клине и прямого численного моделирования определены коэффициенты преобразования различных мод в пульсации давления на поверхности модели в условиях экспериментов в сверхзвуковом потоке аэродинамической трубы периодического действия Т-327Б ИТПМ СО РАН. Реализован метод модовой декомпозиции для контролируемых возмущений в потоке с использованием коэффициентов преобразования возмущений. Реализация осуществлялась на модели плоской пластины с острой передней кромкой, выставляемой под заданными углами атаки и крена в потоке.

Работа посвящена изучению вихревой системы, формирующейся при продольном обтекании внешнего двугранного угла за счет перепада давления между его гранями. Приведено подробное сравнение экспериментальных и расчетных данных по визуализации течения и распределению давления на поверхности модели, полученных при числе Маха М_∞ = 2,27 в диапазоне углов атаки α = 0-20°.

Температурные характеристики атмосферного воздуха и почвы являются одним из основных показателей, определяющих метеорологические условия выбранного периода. Однако к ним относится не только собственно сама температура воздуха и почвы, но и такие метеорологические параметры, как начало сезонного промерзания и оттаивания почвы, глубина промерзания почвы, что в свою очередь немало зависит от сроков снеготаяния. Для оценки термической обусловленности возникновения весенне-раннелетних паводков на реках Ие и Уде в 2019 г. решено несколько задач. Рассмотрен многолетний термический режим атмосферы и почвы по данным метеорологических станций Тулун, Нижнеудинск, Алыгджер. Показана многолетняя динамика термических показателей и рассчитаны тенденции их изменений, проанализированы особенности термических режимов мая-июня 2019 г., предшествующих паводку. Установлено, что для долин рек Ии и Уды характерна высокая согласованность термических режимов воздуха и почвы. За последний 30-летний период зафиксированные положительные (тем более отрицательные) аномалии температуры воздуха в мае-июле не были крайне высокими, способными оказывать влияние на физико-географические процессы, в том числе и на водный режим речного стока. Температура воздуха и почвы в мае-июле 2019 г. была близка к средним многолетним значениям и не оказала существенного влияния на силу и продолжительность аномального паводка. Косвенное влияние могло оказать переувлажение почвы за счет прошедших сильных дождей второй декады июня, так как наличие «нулевой завесы» в почвенной толще препятствует прохождению влаги на глубину более 80 см.

На основе биостратиграфического анализа отложений высокой пойменной террасы р. Кневичанки восстановлена история развития природной среды в долине реки за последние 5350 кал. л. Выявлены различия и определены особенности структуры растительного покрова в завершающую фазу оптимума голоцена, а также при разнонаправленных климатических флуктуациях позднего голоцена. Установлено, что в завершающую фазу оптимума голоцена на склонах горного обрамления широколиственные растения были распространены более широко, чем в настоящее время. На аккумулятивных равнинах преобладали мелколиственные растительные сообщества с доминированием березы обыкновенной, гибридных берез и ольхи. В растительности на склонах долины р. Кневичанки доминировали смешанные леса с доминированием сосны корейской, сосны густоцветковой, дуба, ильма, бархата амурского, липы, сирени, ореха маньчжурского и других пород. В нижнем течении р. Кневичанки на месте заболоченной равнин и акваторий озер Кролевецкого и Орловского существовал обширный мелководный морской залив, соединявшийся через узкий пролив с Уссурийским заливом. Похолодание, начавшееся в конце среднего и продолжившееся в начале позднего голоцена, привело к сокращению в растительности широколиственных растений и к более широкому распространению мелколиственных. В это время началось формирование почвенной толщи высокой пойменной террасы в нижнем течении реки. В ходе морской регрессии прибрежные низменности освободились от морских вод, а кутовая часть мелководного залива отшнуровалась от моря. На месте морского залива образовалась лагуна. Она постепенно опреснялась, мелела и стала соединяться с морем руслами рек Кневичанки и Артёмовки. Однако во время сизигийных приливов и ветровых нагонов в нее еще периодические проникали морские воды. В конце позднего голоцена в долине р. Кневичанки сложились природные условия, обусловившие формирование современной структуры растительности. Произошло опреснение озер Кролевецкого и Орловского, очертания которых приняли современное положение.

Впервые описаны обнаруженные автором работы фрагменты реликтовой мерзлоты на побережье Татарского пролива в долине р. Медвежьей, представленные комплексом бугров пучения, расположенных в межгорье гор Купол и Малая Медвежка. Изучены форма, основные особенности, площадь распространения, а также выявлены ландшафтно-индикационные и дешифровочные признаки комплекса мерзлотных бугров пучения на территории Татарского пролива. На одном из ярко выраженных бугров пучения пробурена скважина на всю глубину распространения многолетнемерзлых грунтов с описанием керна (состав пород, наличие признаков мерзлоты, глубина и мощность ММГ) и выявлены ее грунтово-геологические условия - мощность и состав пород. Охарактеризованы основные грунтово-геологические и климатические факторы сохранения комплекса мерзлотных бугров пучения в долине р. Медвежьей, среди которых мощный торфяной горизонт, геоморфологические условия и микроклиматические особенности. Дана вероятная оценка времени образования реликтовых криогенных форм. Затронуты вопросы происхождения бугристых торфяников по отношению к выявленным реликтовым мерзлотным формам. Кроме этого, отмечена и интерполирована роль палеогеографических условий на территории Нижнего Приамурья на примере ближайшего объекта исследований: торфяника Тяпка и урочища Большая Марь. Определено сходство с миграционными буграми пучения, связанными с миграцией влаги к фронту промерзания при промерзании сильнообводненных мочажинных болот. Однако установлено, что доминирующая роль при образовании реликтовых мерзлотных форм в долине р. Медвежьей принадлежит эрозионным и термокарстовым процессам.

Выполнена качественная оценка пылевого загрязнения в пределах влияния карьеров по добыче щебня, а также проведен пространственный анализ распространения пыли с использованием геоинформационных технологий. Первичными материалами являются результаты полевого геохимического опробования почв и снежного покрова, а также данные дистанционного зондирования Земли. Факторный анализ, проведенный по геохимическим данным, выявил ассоциацию микроэлементов (V, Co, Ni, Cu, Sc), характерную как для почвы, так и для снега. Эти элементы имеют повышенные коэффициенты концентраций в разрабатываемых на изучаемых карьерах породах, представленных поздневепсийскими габбродолеритами. По результатам исследования с использованием программного продукта QuantumGIS созданы модели пространственного распределения выделенной ассоциации элементов. При этом отмечено, что высокие значения фактора приурочены непосредственно к территориям вблизи карьеров. Анализ спектральных характеристик снегового покрова по данным космоснимков Landsat позволяет выявить пути миграции карьерной пыли. В качестве критериев оценки выступают нормализованный индекс снега и индекс загрязнения снега. Они рассчитаны для открытых площадок мониторинга с обильным снегонакоплением, в пределах которых снег сохраняет естественное состояние в течение всего зимнего периода. Построены интерполяционные модели распространения этих индексов. Результаты распределения хорошо коррелируются с ветровым режимом. Показана ограничивающая роль рельефа местности при перемещении и аккумуляции пылевого загрязнения. Сравнение спектральных индексов, полученных для снимков разных лет, показало, что более контрастные результаты выявлены для данных, полученных на стадии снеготаяния. При этом картина пространственного распределения загрязнения в целом меняется слабо.

Проведенный для оценки экологического состояния подземных вод бассейновый анализ в районе Хову-Аксынского арсенидно-кобальто-сульфидного месторождения (Республика Тыва), расположенного на левом берегу р. Элегест, совместно с полевыми морфометрическими исследованиями и гидрогеохимическим опробованием выявил, что химический состав подземных вод в значительной степени определяется бассейновой организацией территории. Рассчитанные для бассейна Хову-Аксынского лога структурные индексы площадей, длин, уклонов и бифуркации, а также геоморфологическая работа указывают на то, что в его пределах изменяется функциональный тип звеньев бассейнов 3-го порядка по выносу и накоплению водных и литопотоков: от сбрасывателя (в верхнем звене) до накопителя (в среднем) и транзитного (в интегральном нижнем звене). В соответствии с типом бассейнов установлено, что химизм подземных вод формируется преимущественно в среднем и нижнем звеньях бассейна под воздействием как природных, так и антропогенных источников. По мере удаления от источников загрязнения в подземных водах делювиально-пролювиального горизонта появляются ореолы, отражающие уменьшение значений общей минерализации (от 0,68 до 0,3 г/л), жесткости (от 7,1 до 3,2 мг-экв/л) и мышьяка (от 0,013 до менее 0,005 мг/л). Практическое отсутствие загрязнения воды рудообразующими тяжелыми металлами (никель, кобальт, медь), характерными для месторождения и хвостохранилищ, также объясняется транзитной специализацией интегрального звена водосборного бассейна. Полученные результаты показывают возможность его использования в моделировании условий выноса и аккумуляции загрязнения природного и антропогенного происхождения для подземных водоносных горизонтов.

Представлены результаты геоинформационного анализа транспортной доступности для жителей Забайкальского края районных центров с расположенными в них центральными районными больницами. Анализ выполнен в среде ArcGIS с использованием авторского подхода и созданного пользовательского инструментария - моделей процессов геообработки. Для анализа использованы официальная статистическая информация из баз данных Росстата и Забайкалкрайстата, данные министерства здравоохранения и Министерства строительства, транспорта и дорожного хозяйства Забайкальского края. На основе существующих систем расселения и дорожной сети для каждой центральной районной больницы построены области обслуживания, состоящие из «временных» зон доступности, определяемых временем движения на автомобиле. Результаты анализа свидетельствуют о существовании на территории края пространственно-временного неравенства для жителей региона в возможности получения медицинских услуг. Выявлено, что более половины населенных пунктов региона (82 % жителей края) находится в зоне часовой автотранспортной доступности. 12 % населения региона проживает в населенных пунктах, удаленных от районных центров на расстояния от одного до двух часов езды на автомобиле. Остро стоит проблема доступности медицинской помощи для жителей северных районов края. Установлено, что жители 69,3 % населенных пунктов региона расположены удаленно от прохождения официальных межмуниципальных автобусных маршрутов, их население может рассчитывать в основном на частные и маршрутные такси или собственный транспорт. Поэтому даже для проживающих в зоне часовой доступности возможность добраться до районного центра может стать существенной проблемой.

Представлен анализ отклика ценности экосистемных услуг на изменения в землепользовании и почвенно-растительном покрове (LULC), а также пространственного вклада отдельных трансформаций в функции экосистемных услуг на территории подразделения Барасат Садар (Западная Бенгалия, Индия) за период с 1977 по 2016 г. на основе модифицированного коэффициента. Для выявления пространственно-временных особенностей в LULC загружены изображения со спутников серии Landsat с интервалом в 10 лет. С целью определения характеристик LULC выполнена контролируемая классификация на основе классификатора, построенного по принципу максимального правдоподобия. Величины ценности экосистемных услуг рассчитаны погектарно для наземной экосистемы на основе коэффициента каждой характеристики почвенно-растительного покрова, использованного в предыдущих исследованиях. Максимальное значение ценности экосистемных услуг было зафиксировано для поверхностного водного объекта в 2016 г. (477,06 млн долл. США), а минимальное - для залежи (0,98 млн долл. США) Полученные результаты свидетельствуют о том, что ухудшение состояния сельскохозяйственных залежных земель, густая растительность, закустаренные земли, стремительное расширение пахотных угодий, а также искусственная инфраструктура для поверхностных водных объектов за период 1977-2016 гг. привели к постоянной потере общей ценности экосистемных услуг на сумму 238,92 млн долл. США при использовании в расчетах принятого коэффициента. Результаты исследования могут служить в качестве ориентира и основы при принятии решений, касающихся рационального использования земельных ресурсов, а также для достижения компромиссов между ростом городов и уменьшением экосистемных услуг.