Entropic distribution model of turbulent vortices energy

Authors

  • Николай Иванович Делас National Aviation University Komarova, 1, Kyiv, 03680, Ukraine
  • Владимир Александрович Касьянов National Aviation University Komarova, 1, Kyiv, 03680, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2012.5750

Keywords:

hyperbolic distribution, distribution of turbulent vortices, energy of the turbulent fluctuations, turbulent spectrum

Abstract

Empirical data of frequency distribution of atmospheric turbulent fluctuations from the degree of intensity indicate non-Gaussian nature of such dependence. The so-called "heavy tail" distribution is observed. Such distributions, as opposed to Gaussian, tend to maintain high probability of fluctuations, which could be very intense. This could be a very important factor of the deterioration of the security of aircraft flight.

Nowadays, for the statistical description of such distributions it is often used either normal distribution law or Rayleigh distribution. These Gaussian hypotheses could be applied in the case of independent outcomes that could not be considered valid for the turbulent velocity fluctuations, since the turbulent vortices exercise mutual continuous energy exchange.

The article suggests the ratio, named by the authors as extreme hyperbolic distribution law for the detection of turbulent vortices of various intensities proposed. The dependences were offered according to its parameters. This law is derived from the maximum entropy method of distribution of a limited set of "resources" (here - energy) on the set of a finite number of "carriers" (here - vortices). The authors believe that this dependence corresponds to the most economical distribution of the kinetic energy among the turbulent vortices

Author Biographies

Николай Иванович Делас, National Aviation University Komarova, 1, Kyiv, 03680

Ph.D.

Владимир Александрович Касьянов, National Aviation University Komarova, 1, Kyiv, 03680

Doctor of Technical Sciences, professor

Department of mechanics

References

  1. Фриш У. Турбулентность: Наследие А. Н. Колмогорова [Текст] : пер. с англ. – М. : Фазис, 1998. – 360 с.
  2. Голицын, Г. С. Функции распределения вероятности для циклонов и антициклонов в период 1952-2000 гг.: инструмент для определения изменений глобального климата [Текст] / Г. С. Голицын, И. И. Мохов, М. Г. Акперов, М. Ю. Бардин // Доклады АН. – 2007. – Т.413, №2. – C. 254–256.
  3. Колмогоров, А. Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса [Текст] // ДАН СССР. – 1941. – Т. 30. – С. 299–303.
  4. Миллионщиков, М. Д. К теории однородной и изотропной турбулентности [Текст] // Изв. АН СССР. Сер. геогр. и геофиз. – 1941. – Т.5, № 4–5. – С. 433–446.
  5. Колесниченко, А. В. Синергетический подход к описанию стационарно-неравновесной турбулентности астрогеофизических систем [Текст] / А. В. Колесниченко // Современные проблемы механики и физики космоса. – 2003. – С. 123–162.
  6. Цитович, В. Н. Развитие представлений о плазменной турбулентности [Текст] / В. Н. Цитович // Успехи физических наук. – 1972. – Т.108, вып. 1. – С. 143–176.
  7. Смалихо, И. Н. Ветровое зондирование когерентными доплеровскими лидарами [Текст] : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук: 01.04.05 / И. Н. Смалихо ; [Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН] . – Томск, 2011. – 39 с.
  8. Делас, Н. И. Предельно гиперболический закон распределения в самоорганизованных системах [Текст] / Н. И. Делас, В. А. Касьянов // Восточно-евроропейский журнал передовых технологий. – 2012. – №4/4. – С. 13–18.
  9. Делас, Н. И. Энтрпийно-энергетическая модель развития усталостных дефектов [Текст] / Н. И. Делас, В. А. Касьянов // Восточно-евроропейский журнал передовых технологий. – 2012. – №5/7. – С. 38–45.

Published

2012-12-18

How to Cite

Делас, Н. И., & Касьянов, В. А. (2012). Entropic distribution model of turbulent vortices energy. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(8(60), 7–11. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2012.5750

Issue

Section

Energy-saving technologies and equipment