Смерчь. Развитие от зарождения до гибели.

[V.V.P]

В смысле круговое движение тут используется только для взбаламучивания более легких частиц (т е в принципе можно использовать любое другое движение воды, а не обязательно круговое), а более тяжелые опускаются вниз просто под действием гравитации?

Да.

[василий андреевич]

В смысле круговое движение тут используется только для взбаламучивания более легких частиц (т е в принципе можно использовать любое другое движение воды, а не обязательно круговое), а более тяжелые опускаются вниз просто под действием гравитации?

Да.

Нет.
Например, сортировочная машина по разделению алмазной пыли на фракции по размерам устроена как воздушный поток, направляемый по спирали все большего радиуса в плоскости. На выходе труба разделена вертикальными перегородками из которых выдуваются фракции, по большой орбите, с внешней стороны мелкие, с внутренней, по меньшей орбите, крупные. Традиционный способ разделения по скорости осаждения в вязких жидкостях обладает тысячекратно меньшей производительностью.
Поверьте, я два сезона работал на золотых приисках геологом и горным мастером, традиционный способ гравитационного обогащения знаю хорошо.

[Alexy]

А ось спирали вертикальна? Если да, то движение вдоль этой оси вверх или вниз?

[василий андреевич]

Для сортировки в воздушном потоке гравитационные силы могут не учитываться. Чито технически удобно располагать накрученную спираль-трубу в горизонтальной плоскости, как оладышек. Для отделения зерна от примесий или угля от кусков породы спираль располагается вертикальным способом, смесь соскальзывает по гладкому желобу, то же в водной среде, но в верхней части спирали смесь подпитывается струйками воды, дополнительно разупрядочивающими смесь турбуленцией.

[Alexy]

О смерчах
Раз происходит вращение воздуха, то около ос вращения должно создаваться область низкого давления, куда должен засасыватся воздух (так как снизу земля, то он будет засасываться сверху)

[идрис]

Как я понимаю пока генезис вертикальных вихрей объясняется так. Во время сильных гроз образуются резкие шквальные ветры. Щквал это такая форма когда ось вращения параллельно земле. Далее в ходе каких то процессов один конец шквала касается Земли и после этого горизонтальный шквал поворачивается и становится вертиканым. Потому собственно сама область вращения существует и до того как образуется смерч. Но как только шквал касается одним краем земли, то он уже обречен и постепенно деградирует и разрушается.

[василий андреевич]

Но как только шквал касается одним краем земли, то он уже обречен и постепенно деградирует и разрушается.

Я как раз хочу подтолкнуть Вашу мысль к обратному.
Любое упроядоченное движение, будь то вертикальный срыв малого воздушного объема или случайного порыва газа или жидкости, является формой упорядоченности, как бы структуры, которая обладает не просто кинетической энергией, но и как бы потенциальной, которая при разрушении потока может превратиться в тепловой хаос. Движение потока не может оставаться прямолинейным и равномерным. Сам процесс начала турбуленции - это выработка условной центробежной точки. Далее физика вращательного движения (моменты инерции и сил). Чем сильнее закручивается поток тем выше внутренняя область низкого давления, а рос низкого давления заставляет вихрь вращаться еще быстрее, пока он не разрушится в тепловой хаос за счет внутреннего трения.
  Однако, касаясь поверхности земли "вакуум" может засасывать внутрь и пускать по дуге окружности частицы тяжелее воздуха. По сути это означает, что при сохранении упорядоченности вихревого вращения без роста скорости потока, увеличивается его энергия при росте разряжения внутри кольца. Потому смерчь разрушается не когда натыкается на ломаемые им препятствия, а когда не встречает их. Например плотный травяной покров не способен поставлять вихрю подходящее "питание". Вода же с рыбами и лягушками или бревенчатые дома и "автобусы" его вполне устраивают.
  Как фантазию, очень даже подозреваю, что смерчь может "размножаться" делением , но это так, что бы подчеркнуть аналогии.

[Alexy]

Как я понимаю пока генезис вертикальных вихрей объясняется так. Во время сильных гроз образуются резкие шквальные ветры. Щквал это такая форма когда ось вращения параллельно земле. Далее в ходе каких то процессов один конец шквала касается Земли и после этого горизонтальный шквал поворачивается и становится вертиканым

Так и вертикальное вращение тоже может существовать до появления смерча.
Воздушные массы могут подкручиваться струйным течением (так в фильме одном говорили)

Вопрос не в том, откуда берется в облаках вращение, а в предсказании, когда это вращение приведёт к смерчу, а когда - нет

Меня ещё интересует генезис нисходящего потока внутри смерча
Интересно, встречный (нисходящий) поток внутри смерча может быть смоделирован например в воде или другой какой-то жидкости?

[идрис]

Поскольку вихрь может касаться земли разными концами, то ветер в смерче может вращаться как по часовой так и против часовой стрелке. Этим собственно он отличается от обычных циклонических явлений. Смоделировать вихрь в воде можно. Наполняете ванну. Ставите вертикально ладонь. Потому под углом 40 или больше градусов резко опускаете руку в воду. Положение ладони не меняете. Вслед за вашей рукой (которая погружается) возникнет нескольк водяных вихрей (водоворотов).

Как я понимаю. Для того чтобы возникли смерчи необходимо два условия.

Первое: возникновение протяженных мощных шквалов.

Второе: наличие специфических неровностей поверхности, которые приводили бы к тому, чтобы шквал не ломался на части, а как целое поворачивался и мог коснуться поверхности Земли.

[василий андреевич]

Меня ещё интересует генезис нисходящего потока внутри смерча
Интересно, встречный (нисходящий) поток внутри смерча может быть смоделирован например в воде или другой какой-то жидкости?

А Вы понаблюдайте за процессом зарождения вращения при сливе грязно мыльной воды из ванной. Вначале есть сгущающийся перед отверстием ламинарный поток. Потом возникают и пропадают случайные завихрения. Потом над отверстием в ванной устанавливается тонкая вращающаяся область-стержень. Стержень, идентифицируемый по взвешенным в воде частицам как бы ползет вверх или вниз, может и развалиться, а потом вырасти вновь. Наконец стержень становится устойчивым и на поверхности воды образуется закрученая воронка, которая затем разрастается в сквозную дыру области низкого давления, из которой за счет центробежного ускорения, уходит вода и появляется воздух.

[Alexy]

И даже более того, по-моему воздух по этому воздушому стержню поднимается вверх - выходит из трубопровода в ванну

Но хотелось бы модель без газа, а только с жидкостью, неапример с двумя жидкостями разной плотности (растворимыми друг в друге или нет)
или с чистой жидкостью и раствором соли в ней же (для того чтобы был градиент плотностей, как у воздуха в смерче)

Будет ли в этих случаях внутри вихря поток противоположного направления?

[василий андреевич]

То, что я знаю о водоворотах, говорит об отсутствии такого потока. Предметы однозначно затягивает под воду в центре воронки и выбрасывает на поверхность в стороне. Я понимаю, что очень хочется чем-то заполнить "вакуум" центральной части, но ведь если заполнение произойдет, то не будет и вакуума, но тогда не будет и закручивания.
Впрочем совершенно очевиден такой эксперимент. Раскрутим бутылку с тяжелой жидкостью и перевернем ее в легкую. Тяжелая по спирали будет стекать вниз, а легкая засасываться в центральном восходящем потоке. Но ведь тут твердая бутыль...

[Alexy]

То, что я знаю о водоворотах, говорит об отсутствии такого потока. Предметы однозначно затягивает под воду в центре воронки и выбрасывает на поверхность в стороне

А снизу там ничего не может подниматься? Может в случае, если водоворот не доходит до дна?

[василий андреевич]

Если есть область разряжения вблизи дна, то муть просто обязана подниматься и засасываться в водоворот, но ведь то же самое и вверху, вода перетекает не по окружностям, а по спирали к центру, и лишь затем участвует в нисходящем круговом движении.

  Но можно к водовороту отнестись как к эволюционной динамической структуре. От 0 до +4 гр. Ц. вода имеет квазикристаллические свойства, от +4 до 37 растет по параболе ее теплоемкость, затем падает и приблизительно с 70 гр., вода приобретает свойства газа, т.е. ее молекулы участвуют в тепловом хаосе. Вопрос не маловажный, почему у воды наблюдается пик теплоемкости. По-видимому, неупорядоченность в виде тепла самоорганизуется в каке-то временные структуры, типа турбулентных вихрей, как фрагменты структур Бернара. При дальнейшем повышении температуры ядра турбуленции или даже целые торообразные вихри не могут существовать в малом объеме и разрушаются. Однако в больших объемах, беспорядок при притоке кинетической энергии может организовываться путем созидания устойчивых объемных ячеек.
  Что надо для этого? Безусловно перевод части кинетики в потенцию. Самой лучшей формой выработки потенциальной энергии является торообразная динамическая структура, у которой область низкого давления располагается по внутреннему кольцу тора. В этом же кольце можно поместить область потенциального минимума, куда стремится кинетика вращения, но достигнуть не может. В этом кольце мы имеем нечто вроде гравитирующей области, но без массы, которая попав туда, находилась бы в состоянии неустойчивого равновесия. Поэтому, если массивное тело туда попадет, то оно разрушит идеальность структуры и избыточная кинетика обретет более устойчивую форму в виде "столбового" водоворота. Таким образом, водоворот есть работа сообщества молекул воды по самоорганизации в структуру. При этом свободной энергией являются неупорядоченные завихрения и потоки, само круговое движение - это порядок, т.е. работа. А вот что является аналогом внешней среды, отрицательная работа которой над системой и создает область потенциального минимума? Получается, что все то же круговое движение. Но ведь оно образуется в результате того, что создается область низкого давления.
  И мы приходим к пониманию процесса самоорганизации, как недетерминированного упорядочивания внешнего хаоса в результате, так называемого, причинённого, замкнутого самого на себя процесса по утилизации беспорядка в структуру. (это я уже добавляю идейки к вашей теме в детерминированном хаосе).

[Alexy]

Если есть область разряжения вблизи дна, то муть просто обязана подниматься и засасываться в водоворот, но ведь то же самое и вверху, вода перетекает не по окружностям, а по спирали к центру, и лишь затем участвует в нисходящем круговом движении

Вверху не совсем то же самое!
Там вся вода крутится и поэтому не может течь к центру вращения (и затечь в стержневую область водоворота - где низкое давление), а вот если бы придонная вода не крутилася, то она бы могла (хотя не уверен)?