Возмущения геомагнитного поля при турбулентном обтекании шара проводящей жидкостью

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе исследуются возмущения внешнего магнитного поля, производимые турбулентным потоком проводящей несжимаемой жидкости, обтекающей твердый диэлектрический шар. Расчет течения жидкости с учетом эффектов турбулентной вязкости производится в приближении RANS-модели. Для численного моделирования гидродинамического и магнитного возмущений использовалась система мультифизического моделирования COMSOL. Решение задачи получено для произвольной ориентации внешнего магнитного поля. Численно исследованы угловое распределение магнитных возмущений, а также зависимости убывания амплитуд этих возмущений с расстоянием. Определены направления, в которых магнитные возмущения максимальны. Детально исследована область вблизи турбулентного следа. Выведены приближенные асимптотические законы убывания магнитных возмущений в зависимости от расстояния до центра шара. Сравниваются магнитные возмущения, возникающие при ламинарном и турбулентном режимах обтекания шара.

Об авторах

В. В. Сурков

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: surkovvadim@yandex.ru
Москва, Россия

Е. В. Семёнов

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: surkovvadim@yandex.ru
Москва

В. М. Сорокин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Email: surkovvadim@yandex.ru
Москва, Троицк, Россия

А. К. Ященко

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН

Email: surkovvadim@yandex.ru
Москва, Троицк, Россия

Список литературы

  1. Дорман Л.И., Михайлов Ю.М. Исследование электромагнитных явлений при обтекании тел в проводящей жидкости в магнитном поле // ЖЭТФ. Т. 43. С. 752−762. 1952.
  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред / М.: Наука, 620 с. 1982.
  3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика / М.: Наука, 736 с. 1986.
  4. Сорокин В.М., Ященко А.К., Сурков В.В. Генерация геомагнитных возмущений в ионосфере волной цунами // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 59. № 2. С. 236−248. 2019. https://doi.org/10.1134/S0016794019020135
  5. Сретенский Л.Н. Теория волновых движений, 2-ое изд., перераб. и доп., М.: Наука, Глав. Ред. физ.-мат. лит., 816 с., 1977.
  6. Сурков В.В., Сорокин В.М., Ященко А К. Геомагнитные возмущения, вызванные движением шара в проводящей жидкости // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. Т. 60. № 7. С. 617-626. 2017.
  7. Arzhannikov A.V., Kotelnikov I.A. Excitation of ship waves by a submerged object: new solution to the classical problem // Phys. Rev. E. V. 94. 023103. 2016. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.94.023103
  8. Artru J., Ducic V., Kanamori H., Lognonne P., Murakami M. Ionospheric detection of gravity waves induced by tsunamis // Geophys. J. Int. V. 160. P. 840–848. 2005.
  9. Havelock T.H. The wave pattern of a doublet in a stream // Proc. Roy. Soc. Lond. (A). V. 121. P. 515–523. 1928.
  10. Manoj C., Maus S. Observation of magnetic fields generated by tsunamis // EOS. V. 92. № 2. P. 13−14. 2011.
  11. Rodi W. Turbulence models and their application in hydraulics: A state-of-the-art review, 3rd ed., ed. Rodi W., Routledge, 2017.
  12. Sanford T.B. Motionally induced electric and magnetic fields in the sea // J. Geophys. Res. V. 76. P. 3476–3492. 1971.
  13. Sorokin V.M., Yashchenko A.K., Surkov V.V. Geomagnetic field perturbations resulted from tsunami wave impact on the ionosphere // Progress in Electromagnetics Research B. V. 85. P. 49–63. 2019. https://doi.org/10.2528/PIERB19050201
  14. Surkov V., Hayakawa M. // Ultra and Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields, Springer Geophysics Series, XVI, Springer, 486 p. 2014. https://doi.org/10.1007/978-4-431-54367-1
  15. Surkov V.V., Sorokin V.M., Yashchenko A.K. Perturbations of ambient magnetic field resulted from a ball motion in a conductive liquid half-space // Progress in Electromagnetics Research B. V. 80. P. 113–131. 2018.
  16. Toh H., Satake K., Hamano Y., Fujii Y., Goto T. Tsunami signals from the 2006 and 2007 Kuril earthquakes detected at a seafloor geomagnetic observatory // J. Geophys. Res. V. 116. № B2. 2011.
  17. Wang B., Liu H. Space-time behaviour of magnetic anomalies induced by tsunami waves in open ocean // Proc. Roy. Soc. A. V. 469. № 257. 2013.
  18. Weaver J.T. Magnetic variations associated with ocean waves and swells // J. Geophys. Res. V. 70. P. 1921–1929. 1965.
  19. Yaakobi O., Zilman G., Miloh T. Detection of the electromagnetic field induced by the wake of a ship moving in a moderate sea state of finite depth // J. Eng. Math. V. 70. P. 17–27. 2011.
  20. Zhang L., Utada H., Shimizu H., Baba K., Maeda T. Three-dimensional simulation of the electromagnetic fields induced by the 2011 Tohoku tsunami: Simulation of the EM fields of tsunami // J. Geophys. Res. V. 119. № 1. P. 150–168. 2014.
  21. Zhu X.J., Du C.P., Xia M.Y. Modeling of magnetic field induced by ship wake // 2015 IEEE International Conference on Computational Electromagnetics, Hong Kong, China. P. 374−376. 2015. https://doi.org/10.1109/COMPEM.2015.7052667

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».