PARADOX OF HELICAL INSTABILITIES
Project goals
The aim is to study origin, development and mutual interaction of instabilities in flowing fluids - and the corresponding coherent structures - having helical character and chirality (left- or right-handedness). They exhibit unique and seemingly paradoxical property: spectral transport towards large scales. This is the primary cause of the catastrophic planetary-scale flows: hurricanes (like Kathrin 2005) and tornadoes. Essential for the growth towards the extreme scales is existence of enthalpy gradient. Proposed experimental program plans to use an existing generator of highly heated gas jet (enthalpic gradient due to temperature difference) and adapting an existing rig so as to generate large humidity gradient with azimuthal acoustic excitation in an air jet. Methods of detecting the structures from visualization data and data e.g. on the heat flux are proposed, which should make possible to follow the processes of merging and growth as the basis of the spectral transport mechanism.
Keywords
atmopsphereturbulencecoherent structures, turbulence spectraspectral transportchirality (left- and right-handedness)enthalpy gradienthumid airhurricanestornadoes
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
Grants of distinctly investigative character focused on the sphere of research pursued at present particularly in the Academy of Sciences of the Czech Republic
Call for proposals
Výzkumné granty 7 (SAV02007-A)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
IAA200760705
Alternative language
Project name in Czech
Paradox šroubovicových nestabilit
Annotation in Czech
Účelem je studium vzniku, vývoje a vzájemných interakcí nestabilit v proudících tekutinách - a jim odpovídajících koherentních struktur - které mají šroubovicový charakter a chiralitu (pravo- nebo levotočivost). O nich je známo, že vykazují paradoxní spektrální transport energie směrem k velkým měřítkům. To je primární příčina vzniku katastrofických proudění o planetárních rozměrech: hurikánů (jako byla Katrina 2005) a tornád. Pro růst směrem k extrémním rozměrům je podstatná existence gradientu entalpie. Navrhovaný experimentální program sleduje dva směry: využití existujícího generátoru proudu vysoce ohřátého plynu (entalpický gradient vyvolán teplotním rozdílem) a úprava existujícího zařízení (entalpický gradient způsoben rozdíly vlhkosti) pro azimutální akustickou excitaci. Jsou navrženy metody detekce struktur z vizualizačních dat a z měření tepelného toku, což umožní sledovat očekávané splynutí a růst struktur jako základ mechanismu spektrálního transportu.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
DG - Atmospheric sciences, meteorology
CEP - secondary branch
BJ - Thermodynamics
CEP - another secondary branch
BK - Liquid mechanics
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
10509 - Meteorology and atmospheric sciences
10510 - Climatic research
20303 - Thermodynamics
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Experimental facility was built for study of generation, development, and interaction of hydrodynamic instabilities of helical character, excited in synchronisation with acquisition of images. These were processed by our own novel methods.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2007
Realization period - end
Dec 31, 2010
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 9, 2010
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP11-AV0-IA-U/02:2
Data delivery date
Jun 28, 2013
Finance
Total approved costs
2,027 thou. CZK
Public financial support
2,027 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 027 CZK thou.
Public support
2 027 CZK thou.
100%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
DG - Atmospheric sciences, meteorology
Solution period
01. 01. 2007 - 31. 12. 2010