Praca magisterska
Study of electrification process in thunderclouds using Lagrangian particle approach |
|
Autor:Promotor:Instytucja promująca:Rok: |
Joydeep SarkarMarta WacławczykWydział Fizyki2024 |
Powstawanie jedego z najczęstszych zjawisk geofizycznych, błyskawicy, wiąże się z różnorodnymi procesami fizycznymi, począwszy od zjawisk fizyki plazmy po fizykę atmosfery. Praca magisterska dotyczy procesu elektryzacji chmur burzowych, w wyniku której powstają błyskawice. Chociaż
powszechnie obserwowany w przyrodzie, proces ten jest nadal słabo poznany. Jednak uważa się, że dwa główne mechanizmy, dzięki którym to następuje, to popierwsze, konwekcja dodatniego ładunku z prądami wstępującymi, a po drugie, elektryzacja w wyniku zderzeń pomiędzy gradem a cząsteczkami lodu. Niniejsza praca skupia się na drugim mechanizmie. W ramachtego badania opracowujemy prosty model numeryczny, w którym znajdują się cząstki lodu i gradu śledzone w zewnętrznym, uproszczonym polu prędkości, laminarnym i turbulentnym. Dla w przypadku gradu zakładamy, że w rdzeniu chmury burzowej jego prędkość opadania jest równa prędkości prądu wstępującego. Tym samym cząsteczki gradu pozostawały średnio zawieszone w przepływie, a drobne cząsteczki lodu były adwekowane, i zderzały się z graudem. Zaobserwowaliśmy akumulację cząstek lodu w obszarach o małej wirowości, tak że lokalne stężenia cząstek przypominały struktury przypominające wiry. Obraz ten w dużej mierze zależy od charakterystycznej wielkości wirów. Na podstawie zarejestrowanej częstości kolizji dla przepływu laminarnego i turbulentnego wyciągamy wnioski że turbulencje rzeczywiście zwiększają liczbę kolizji.