Geofysisk hydrodynamik , Astrofysisk hydrodynamik - en gren af hydrodynamik , fokuseret på studiet af fænomener og fysiske mekanismer, der virker i naturlige storstilede turbulente strømme af et flydende eller gasformigt kontinuerligt medium på roterende objekter.
Generelle problemer :
Geofysisk hydrodynamik inkluderer :
Astrofysisk hydrodynamik inkluderer :
Alle disse videnskabsområder, der tilsyneladende er fjerne fra hinanden, er forenet af lignende fysiske mekanismer, der sætter gang i den generelle cirkulation af en turbulent lagdelt væske eller gas (inklusive elektrisk ledende) i roterende genstande.
Det vigtigste praktiske mål med forskning inden for geofysisk hydrodynamik er skabelsen af en effektiv metode til numerisk vejrudsigt for forskellige perioder, skabelsen af en klimateori , en metode til at forudsige farlige vejrfænomener og udviklingen af en metode til at forudsige ændringer i det geomagnetiske felt. Forskning inden for astrofysik har en enestående kognitiv værdi, der stimulerer fremskridt inden for andre områder af astronomi og fysik, og former det moderne verdensbillede.
Opgaverne studeres ved metoder inden for teoretisk fysik ved at modellere fænomener ved et system af differentialligninger for hydrodynamik, ( magnetisk hydrodynamik ), ( relativistisk hydrodynamik ), termodynamik , under hensyntagen til resultaterne af turbulensteorien ( statistisk fluidmekanik ), kontinuum optik , kernefysik , matematisk fysik . Den matematiske model af fænomenet, i nogle forenklede tilfælde, egner sig til matematisk analyse . I de fleste tilfælde kan resultatet kun opnås ved numerisk simulering . Den numeriske løsning af problemer med geofysisk (astrofysisk) hydrodynamik, herunder numerisk vejrudsigt , er et af de sværeste problemer inden for beregningsmatematik .
Grundlaget for geofysisk hydrodynamik er Navier-Stokes bevægelsesligningerne for en viskøs væske , varmeligningen . Efter at have beregnet et gennemsnit af ligningerne i henhold til Reynolds-metoden , bliver de anvendelige til den turbulente tilstand. De grundlæggende principper for geofysisk hydrodynamik omfatter også vortexligningen , den potentielle hvirvelligning .
Kilden til data til bygning af fysiske modeller i geofysisk hydrodynamik er observationer af den generelle cirkulation og individuelle fænomener i jordens atmosfære, i verdenshavet, i atmosfæren på andre planeter og planeters satellitter, såvel som særlige naturlige (inklusive ekspeditions) undersøgelser. Nogle fænomener inden for geofysisk hydrodynamik ( indekscyklus eller "vacillation") kan modelleres i laboratorieforsøg. Observationsastronomi (radio, optisk, røntgen og gamma) giver data til astrofysisk hydrodynamik.
Forskellige dele af geoastrofysisk hydrodynamik beriger hinanden med ideer baseret på analogien af fysiske mekanismer. Eksempelvis er modellen for Solens struktur og dynamik i høj grad baseret på de resultater, der er opnået inden for dynamisk meteorologi [1] . Det samme kan siges om teorien om diskaccretion , hvor analogien mellem fænomenet indekscyklus med variabiliteten af røntgenstjerner [2] og aktiveringen af galaktiske kerner [3] viste sig at være frugtbar.
Præstationer inden for geofysisk hydrodynamik bruges til at løse forskellige anvendte problemer. Anvendte problemer inden for geofysisk hydrodynamik løses af anvendt meteorologi , hydrologi , oceanologi og global økologi .