Содержание первого сообщения
В официальной, да и в альтернативной физике широко используется термин вихри. А ведь далеко не все представляют, что вихри бывают двух видов: вихри Тейлора и вихри Бенара. И те и другие вихри открыты в начале прошлого века. Классика вихрей Тейлора имеет вид.

Бенар ячейки своего имени открыл на сковородке с маслом, подогреваемой снизу (рисунок одного из пользователей sciteclibrary).

Но до сих пор они присутствуют в физике только в качестве экспериментального курьеза. Да и как их можно было бы использовать, если в эксперименте Тейлора при появлении вихрей его имени гидродинамическое сопротивление резко увеличилось. А кому-нибудь это надо? В вихрях же (ячейках) Бенара среда поднимается по центру с одним направлением вращения, а опускается по периферии с другим направлением вращения. Ну и что из этого? Неужели это можно как-то использовать?

Но нельзя же природу считать дурой из-за того, что она широко использует вращательное движение в форме вихрей. Вращение широко распространено как в микромире, так и в космосе. Чем же это вызвано?

Истиной в конечной инстанции в современной физике считаются законы Ньютона. Всякую критическую пыль с них тщательно до сих пор сдувают. А ведь и на солнце бывают пятна. И оказываются землю согревают портящие их ясный лик пятна. Ведь время царствования Бориса Годунова пришлось на период Маунгеровского минимума, когда в течение 70 лет на солнце либо совсем не было пятен, либо они появлялись крайне редко. На земле наступило похолодание: в июле выпадал снег, Чёрное море зимой замерзало. Подобные же пятна, правда не столь полезные существуют и на парадном мундире Ньютона.

Какое отношение к природе имеет первый закон Ньютона, пустая тавтология. Ведь при прямолинейном движении трение скольжения уничтожить в принципе невозможно. Поэтому не существует прямолинейного движения в отсутствии сил. И вечно оно продолжаться не может. А покой он всегда покой. И третий закон Ньютона можно рассматривать только как исключение из правил. Ведь в природе властвует вихревое движение. А для вращающихся тел третий закон Ньютона неприменим. Для вращающихся тел действует правило прецессии, которое в моей интерпретации звучит следующим образом. Если на вращающееся тело подействовать силой, то ей будет противодействовать сила, действующая в перпендикулярном направлении, смещённая при этом в направлении вращения. Можно привести следующий пример.

На скатывающийся со стола бумажный цилиндр действует сила трения о воздух. Ей же противодействует сила, имеющая перпендикулярное направление в сторону вращения. Поэтому траектория бумажного цилиндра и отклоняется в направлении стола.

После Тейлора и Бенара очередной прорыв в исследовании вихревого движения сделали Сирович с соавторами (Sirovich L., Ball K. L., Keefe L. R. Plane waves and structures in turbulent channel flow. Phys Fluids A2 (12), December 1990, 2217-2226). Они обнаружили, что на поверхности тела в пограничном слое со строгой периодичностью формируется система парных вихрей Тейлора. Согласно закону сохранения момента количества движения вихри каждой пары имеют противоположное направление вращения. И двигаются они в противоположные стороны перпендикулярно направлению движения потока. Их структура имеет вид.

Т.к. вихри двигаются перпендикулярно потоку, то трение скольжения их регулярно разрушает только для того, чтобы они возникали вновь и вновь.

Может ли прямолинейное движение породить вихревое движение. Свежо предание. Для формирования вихрей должен  существовать момент сил. В случае же течения по поверхности твёрдого тела возникает только трение скольжения среды о поверхность тела. Момента сил не возникает. Следовательно, обязана существовать вихревая структура воды. А в этом случае мы можем применять правило прецессии. Сила трения направлена против направления движения потока. Следовательно вихри обязаны двигаться в направлении, перпендикулярном направлению движения потока. А закон сохранения момента количества движения требует, чтобы вихри двигались в противоположных направлениях по поверхности тела. Это и было экспериментально обнаружено Сировичем с соавторами.

Как видно из структуры вихря Тейлора движение его элементов идёт по концентрическим цилиндрам. Но в классике Тейлора движение элементов вихрей, кроме движения по окружности имеет ещё и осевую составляющую. Круговое движение не создаёт силы трения. Движение же в направлении оси вращения, образно говоря, равноценно тому, что мы волоком тянем бетонный блок по асфальту. О качении в этом случае говорить не приходится. Поэтому природа вихрей Тейлора в таком варианте практически не использует (если не считать вихрей Тейлора на поверхности тела в пограничном слое). Природа предпочитает не тащить, а катить. Поэтому природа и использует вихри Тейлора без осевой направляющей движения.

Но и в этом варианте не может природа избавиться от трения скольжения. Ведь элементы вихря катятся по концентрическим окружностям. А длина внешней окружности больше длины внутренней окружности. Появляется трение скольжения в тангенциальном направлении по всей длине окружности. А по правилу прецессии силе трения скольжения противодействует сила, действующая в радиальном направлении. Вращается же внутренняя окружность относительно внешней. Поэтому противодействующая сила имеет центростремительный характер, действуя со стороны внешней окружности на внутреннюю окружность. Вновь применим правило прецессии. На внутреннюю окружность действует радиально направленная сила. Ей противодействует тангенциально направленная сила, смещённая в направлении вращения. Т.е. скорость движения элементов внутренней окружности увеличится. Это и наблюдается в природном вихре Тейлора тайфуне (называемым также тропическим циклоном или ураганом),

в котором скорость вращения увеличивается к центру.

Современная же физика не желает видеть очевидного. Литература по солитонам необозрима.Разработана прекрасная математика для описания формы округлого холма над поверхностью воды. Но наши научные предки были куда разумнее современных учёных. Ещё в 19 веке братья Вёберы экспериментально доказали, что под поверхностью синусоидальной волны от брошенного в воду камня элементы жидкости двигаются не вверх вниз, как это предположил Ньютон, а по окружностям. А как по иному должны двигаться вихри, из которых и составлена структура воды? И Вы думаете, что кто-то догадался исследовать что-же находится под поверхностью холма? Математическая вода уравнения Кортевега Де Вриза, уравнения синус Гордога, нелинейного уравнения Шредингера выплеснула физического ребёнка. Ведь солитоны возникают на границе двух сред. На мелкой воде их можно изобразить следующим образом.

По дну водоёма катится вихрь Тейлора. Над поверхностью же мы видим округлый холм, в который мёртвой хваткой и вцепились современные исследователи солитонов. И никому не приходит в голову проверить, а что же находится под округлым холмом.

Вихрь же Бенара является более сложным образованием по сравнению с вихрем Тейлора.

У вихря Бенара существует два потока: внутренний и внешний. Мы живём в метагалактике с правым направлением вращения. Поэтому элементы вихря Бенара, поднимаясь вверх по внутреннему потоку имеют правое направление вращения. Ведь и реки в северном полушарии отклоняются враво, если смотреть по направлению течения. Направление течения внутреннего потока снизу вверх. Поэтому и смотреть надо снизу. В вершине вихря элементы вихря перебираются из внутреннего потока в наружный по спирали, имеющей правую закрутку (смотреть из центра). В наружном потоке элементы вихря двигаются вниз всё с тем же правым направлением вращения (смотреть сверху). В основании вихря элементы перебираются из наружного потока во внутренний с правым направление вращения (смотреть с периферии). Т.е потоки и двигаются и вращаются в противоположных направлениях.

Следовательно, и трение скольжения возникает и в осевом, и в тангенциальном направлении. Площадь сечения внутреннего потока меньше площади сечения наружного потока. Поэтому и осевая скорость движения элементов внутреннего потока больше осевой скорости движения элементов внешнего потока. Но сколько массы среды поднимается вверх по внутреннему потоку столько же массы должно опускаться и вниз по наружному потоку. А т.к. осевая скорость движения элементов наружного потока мала, а их масса велика, то должна увеличиться их скорость вращения. Т.е. скорость вращения элементов наружного потока больше скорости вращения элементов внутреннего потока. Применим правило прецессии для вихря Бенара. В осевом направлении скорость движения (вращения) внутреннего потока больше скорости движения (вращения) внешнего потока. Трение скольжения возникает по безразмерному цилиндру, разделяющему потоки. Поэтому противодействующая сила направлена по радиусу. А т.к. в осевом направлении внутренний поток вращается относительно внешнего, то сила противодействующая трению скольжения направлена от внешнего потока к внутреннему, т.е. она имеет центростремительный характер. В тангенциальном же направлении внешний поток вращается относительно внутреннего. Поэтому по правилу прецессии силе трения скольжения в тангенциальном направлении противодействует сила, направленная по радиусу. И имеет она центробежный характер.

И по идее момент количества движения внутреннего потока должен быть строго равен моменту количества движения наружного потока. Иными словами величина центростремительной силы вроде бы должна быть равной величине силы центробежной. Но выше мы выяснили, что осевая скорость движения элементов внутреннего потока больше осевой скорости элементов наружного потока. А это значит, что эффективная скорость вращения элементов внутреннего потока за счёт динамики увеличивается относительно их реальной скорости вращения. Соответственно уменьшается и величина центробежной силы. И в вихре Бенара величина центростремительной силы всегда больше величины силы центробежной. Т.е. на внутренний поток всегда действует радиально направленная сила. По правилу прецессии ей противодействует сила, направленная по оси вихря, смещённая в направлении вращения. А т.к. внутренний поток вращается относительно внешнего, то и сила действует в направлении движения внутреннего потока.

Но не может же вихревой поток формировать безразмерную силу типа вектора. Ведь каждая точка вершины внутреннего потока формирует силу. Т.е. сила имеет объёмный характер. И кроме того, ведь силу формирует вихревой объект. Поэтому и сила обязана иметь вихревой, т.е. торсионный характер. Схематично её можно изобразить следующим образом.

Чёрной стрелкой изображена сила классической механики. Торсионную же силу можно изобразить в форме цилиндра конечной длины, содержащей конечное число винтовых линий, каждая из которых соответствует элементу внутреннего потока вихря Бенара. С этой силой и работают торсионщики, возглавляемые Шиповым и покойным Акимовым.
Василий Букреев


Автор Тема: Вихревая физика В.С. Букреев  (Прочитано 74665 раз)

0 Пользователей и 4 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн bvs1940

Вихревая физика В.С. Букреев
« Ответ #330 : 26.12.2018, 11:27:58 »

Моя бестолковка в своё время не смикитила и я неверно описал механизм, действующий в стакане с чаем. Исправляю.

Элементарные вихри воды формируют концентрические окружности, вращающиеся вокруг центра стакана (более точно кольца шириной равной диаметру элементарных вихрей). При этом внутренняя окружность опережает в своём движении внешнюю относительно неё окружность. Возникающая сила трения скольжения действует по касательной к окружности. И по правилу прецессии противодействующая сила действует по радиусу. А т. к. внутренняя окружность вращается вокруг внешней, то сила имеет центростремительный характер, действуя от внешней на внутреннюю окружность. Внутренняя же окружность сформирована из элементарных вихрей Бенара, двигающихся в направлении своей оси вращения. А т. к. это вихри Бенара, то их движение в направлении собственной оси вращения не создаёт гидродинамического сопротивления.

А т. к. они являются вращающимися объектами, то к ним надо применять правило прецессии. Детская игрушка юла демонстрирует, что действующая на неё боковая сила заставляет её ось описывать окружность. Точно так же и элементарные вихри должны реагировать на действующую на них центростремительную силу, изменяя как направление оси своего вращения, так и скорость движения по окружности. Мы предполагаем, а природа располагает. А она предпочитает избавиться от трения скольжения, выравняв угловые скорости движения и внешней, и внутренней окружности (увеличив скорость вращения самих элементарных вихрей за счёт уменьшения скорости осевого движения). И какую бы окружность мы ни рассматривали бы у всех у них угловая скорость вращения одна и та же. Иными словами, вода в стакане вращается подобно твёрдому телу.

Чаинки же вихревыми объектами не являются. Поэтому как твёрдые тела они должны формировать центробежную силу, которая зависит как от угловой скорости, так и от радиуса. Поэтому чаинки сконцентрируются на том радиусе, на котором величина центробежной силы равна величине центростремительной силы. Для рассчёта же центростремительной силы мы должны найти соответствующие две окружности (для которых только в этом случае мы будем считать равными скорости осевого движения). Разница в длинах окружностей при равенстве скоростей движения элементарных вихрей по окружностям и будет формировать центростремительную силу. А т. к. угловая скорость вращения не зависит от радиуса, то мы и можем найти тот радиус, на котором центробежная сила (величина которой зависит от радиуса) равна центростремительной силе. Чаинки и остановятся на этом радиусе.

Эта логика один к одному применима к описанию механизма цунами и солитона.

Рисунок 1
Следовательно и солитон, и цунами двигаются подобно твёрдому цилиндру по дну водоёма (цунами двигается по границе поверхности воды с воздухом). Но твёрдый цилиндр солитона должен двигаться не изменяя своих границ. Солитон же и цунами на своём переднем фронте наматывают на себя новые порции элементарных вихрей, разматывая на заднем фронте уже ненужные их порции. При этом и у солитона, и у цунами наблюдается понижение уровня воды перед ним. Можно было предположить, что вихрь просто катится по поверхности воды, деформируя её своим весом. Но солитон того же вида что и цунами, но катящийся по дну водоёма. К тому же, если бы вихрь деформировал поверхность, то понижение уровня воды наблюдалось бы не только перед ним, но и сзади него. Понижение же уровня наблюдается только перед ним.

Нереально и предположение о том, что структура солитона соответствует рисунку Сировича.

Рисунок 2
Если в стакане с чаем вихревой объект ведёт себя подобно твёрдому телу, то тем более также должен вести себя стабильный вихрь солитона. Твёрдо в этом не уверен, но схему движения солитона по мелкой воде можно представить в виде.

Рисунок 3
Т.е. внешняя окружность разрывается и ведёт себя как разорванная, бесконечная гусеница танка, создавая впереди себя на переднем фронте солитона дугу окружности, которая на заднем его фронте отпускает элементарные вихри в свободное, хаотическое движение. А т. к. передняя часть «гусеницы» тянет за собой воду, то перед солитоном и формируется выемка. Внутренняя же часть солитона, как ему и положено, ведёт себя как твёрдое тело, т. е. все его окружности двигаются с одной и той же угловой скоростью. А т. к. твёрдым телом цунами является в открытом океане, то выбегая на берег оно деформируется и в виде гигантской капли катится по поверхности. Кстати, защита от цунами элементарна. Ведь в аэродинамических трубах турбулентность уничтожают решетками. Подобного типа решетки можно построить и перед портами, перед пляжами и им подобным местам, что эффективно защитит их и от цунами.

Но аналог стакана с чаем мы имеем и в торнадо. Ведь хобот торнадо и его периферия сформированы из цилиндров, по которым по спиральным траекториям двигаются элементарные вихри. При этом элементарные вихри в горизонтальном сечении как хобота, так и периферии вращаются подобно воде в стакане с одной и той же угловой скоростью. А т. к. хобот торнадо подобен твёрдому телу, то он и производит катастрофические разрушения.
Ошибались академики Парижской Академии Наук:
И камни могут падать с неба, и КПД может быть больше 1
 

Оффлайн bvs1940

Вихревая физика В.С. Букреев
« Ответ #331 : 02.01.2019, 12:22:28 »
В океанологии и в метеорологии делается масса предположений по поводу того, почему у берегов Перу вместо холодного течения вдруг по щучьему велению, неизвестно по чьему хотению возникает тёплое течение. Авторы гипотез вероятно плохо учили физику. Ведь общеизвестно, что потоки воздуха над поверхностью воды её охлаждают. А Эль Ниньо характеризуется тем, что исчезают пассаты. Пассаты исчезли, движение воздуха практически прекратилось, прекратилось и испарение воды, температура поверхности увеличилась.

Рисунок 1
Т.е. проблема заключена в выяснении причины исчезновения пассатов. Пассаты же возникают при наличии пониженной температуры в месте их возникновения. Эту низкую температуру и предоставляет пассатам холодное Перуанское течение.

Рисунок 2
А мы уже знаем, что глобальные океанские течения сформированы из последовательностей вихрей Бенара. Т.е. вдоль береговой линии Перу двигаются водяные вихри Бенара. И тут на пути вихрей появляется излучина береговой линии примерно в центре Южной Америки (по красной стрелке).

Немного отвлечёмся от темы на рассмотрение теплового движения вихрей Бенара в газах и в жидкостях, структура которых сформирована из вихрей Бенара. В силу своей природы вихри покоиться не могут. Но свободного объема для перемещения вихрей катастрофически не хватает. Поэтому для своего движения вихри используют любую возникшую рядом с ними щелку. Но щелка может возникать как по ходу движения вихря Бенара (и направление движения ему изменять не надо), так и сбоку для чего вихрю надо изменить направление своего движения (т. е. изогнуть цилиндрик вихря). При прямолинейном движении вихря, протискиваясь в щелку, он только вытягивается и уменьшает свой диаметр. Идёт перераспределение его энергии: кинетическая энергия увеличивается, тепловая уменьшается. Стреляя же в щелку из-за угла вихрь напротив увеличивает величину тепловой энергии, уменьшая величину кинетической энергии. Поэтому броуновское движение вихрей Бенара сопровождается появлением локальных нагретых объёмов и локальных холодных объёмов.

Подобная ситуация наблюдается и в Перуанском течении в излучине по стрелке. Вихри течения изменяют направление своего движения, что сопровождается повышением температуры воды. Исчезают условия для существования пассатов, начинает развиваться Эль Ниньо. С другой стороны примерно на границе между Перу и Эквадором

Рисунок 3
вихри Бенара Перуанского течения уходят от береговой линии на оперативный простор. Исчезновение взаимодействия с береговой линией ведёт к увеличению их кинетической энергии и к соответствующему понижению тепловой энергии. Вихри течения между собой взаимодействуют вершиной одного вихря и основанием другого вихря. В одном случае (в вершине) движение идёт от центра к периферии, а во втором случае (в основании) от периферии к центру. В результате взаимодействия выравнивается температура. А т. к. кинетическая энергия вихрей на границе Перу и Эквадора увеличивается, то взаимодействие вихрей ведёт к передаче температуры в обратном направлении. Температура Перуанского течения уменьшается вплоть до излучины. Формируется Ла Ниньо. В результате Эль Ниньо и Ла Ниньо формируют что-то типа «синусоиды»

Рисунок 4
Эль Ниньо с объективной неизбежностью сменяется Ла Ниньо, которое вновь заменяется Эль Ниньо и т. д. по циркулю.

Подобная ситуация возникает не только в Перуанском течении.

Рисунок 4
На верхнем рисунке показано Калифорнийское течение, которое двигается вниз в направлении экватора, внизу ситуация в Каспийском море, в которой вихри двигаются вверх. И в том, и в другом случае вихри от берега уходят на оперативный простор, что сопровождается увеличением их кинетической энергии и уменьшением тепловой энергии. И полученное охлаждение воды распространяется в обратном направлении.
Ошибались академики Парижской Академии Наук:
И камни могут падать с неба, и КПД может быть больше 1