О подобии гидродинамических процессов в смерчах и вихревых трубках Ранка

Для интенсивных атмосферных вихрей (смерчи, торнадо, тропические циклоны) характерен режим циклострофического баланса – баланса между градиентом давления и центробежной силой. Этот режим также наблюдается и в закрученных газовых потоках, создаваемых в разнообразных технических устройствах ( вихревые камеры, трубки Ранка и т.д.). В докладе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов, приводящих к установлению сбалансированных состояний в интенсивных вихрях. Показано, что установление состояний циклострофического баланса сопровождается резким падением температуры в приосевой зоне вихря, что характерно как для природных смерчей, так и вихревых потоков, создаваемых в трубках Ранка. Установлено, что небольшие отклонения от состояний баланса приводят к возникновению акустических колебаний в ядре вихря с частотой, пропорциональной угловой скорости вращения ядра. Подобные колебания могут служить источником инфразвукового излучения от смерчей, зарегистрированного в наблюдениях, а также источником интенсивного акустического шума в вихревых трубках Ранка.