Адвикция: сұйық ортамен заттың немесе мөлшердің көшуі. Физика, инженерия, геологиядағы маңызды процесс. Энергия сияқты сақталған қасиеттер тасымалданады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Заттың жаппай қозғалысы арқылы тасымалдау
Transport of a substance by bulk motion
Физика, инженерлік және жер ғылымдары саласында адвекция – сұйықтықтың жаппай қозғалысы арқылы заттың немесе шаманың тасымалдануы. Бұл заттың қасиеттері онымен бірге жүреді. Әдетте, адвекцияланатын заттың көп бөлігі сұйықтық болып табылады. Адвекцияланған затпен бірге жүретін қасиеттер энергия сияқты сақталатын қасиеттер болып табылады. Адвекцияның мысалы – өзендегі ластаушы заттардың немесе шөгіндінің судың жаппай ағысымен тасымалдануы. Тағы бір жиі тасымалданатын шама – энергия немесе энтальпия. Мұнда сұйықтық жылу энергиясын қамтитын кез келген материал болуы мүмкін, мысалы су немесе ауа. Жалпы, кез келген зат немесе сақталған, кеңейтілген шаманы ұстай алатын сұйықтықпен адвекциялауға болады. Адвекция кезінде сұйықтық жаппай қозғалыс арқылы кейбір сақталған шаманы немесе материалды тасымалдайды. Сұйықтың қозғалысы математикалық түрде векторлық өріс ретінде сипатталады, ал тасымалданатын материал кеңістікте таралуын көрсететін скалярлық өріспен сипатталады. Адвекция сұйықтықтағы ағындарды қажет етеді, сондықтан қатты денелерде болмайды. Ол молекулалық диффузия арқылы заттардың тасымалдануын қамтымайды. Адвекция кейде адвективтік және диффузиялық тасымалдаудың үйлесімі болып табылатын конвекцияның кеңірек процесімен шатастырылады. Метеорология және физикалық океанографияда адвекция көбінесе атмосфераның немесе мұхиттың кейбір қасиеттерінің, мысалы, жылу, ылғалдылық немесе тұздылық тасымалдануын білдіреді. Адвекция орографиялық бұлттардың пайда болуы және судың бұлттардан жауын-шашын түрінде түсуі үшін маңызды, бұл гидрологиялық циклдің бір бөлігі болып табылады.
In the field of physics, engineering, and earth sciences, advection is the transport of a substance or quantity by bulk motion of a fluid. The properties of that substance are carried with it. Generally the majority of the advected substance is also a fluid. The properties that are carried with the advected substance are conserved properties such as energy. An example of advection is the transport of pollutants or silt in a river by bulk water flow downstream. Another commonly advected quantity is energy or enthalpy. Here the fluid may be any material that contains thermal energy, such as water or air. In general, any substance or conserved, extensive quantity can be advected by a fluid that can hold or contain the quantity or substance. During advection, a fluid transports some conserved quantity or material via bulk motion. The fluid's motion is described mathematically as a vector field, and the transported material is described by a scalar field showing its distribution over space. Advection requires currents in the fluid, and so cannot happen in rigid solids. It does not include transport of substances by molecular diffusion. Advection is sometimes confused with the more encompassing process of convection, which is the combination of advective transport and diffusive transport. In meteorology and physical oceanography, advection often refers to the transport of some property of the atmosphere or ocean, such as heat, humidity (see moisture) or salinity. Advection is important for the formation of orographic clouds and the precipitation of water from clouds, as part of the hydrological cycle.
Адвекция мен конвекция арасындағы айырмашылық
Адвекция термині көбінесе конвекциямен бір мағынада қолданылады, және терминдердің осы сәйкестігі әдебиеттерде жиі кездеседі. Нақтырақ айтқанда, конвекция – сұйықтың қозғалысын білдіреді (әдетте, жылулық градиенттер тудырған тығыздық градиенттерінің салдарынан), ал адвекция – сұйықтың жылдамдығы арқылы қандай да бір материалдың қозғалысы. Демек, бұл шатастыратын болса да, Навье-Стокстің теңдеулеріндегі импульстің жылдамдық өрісімен адвекцияланатыны туралы ойлау техникалық тұрғыдан дұрыс, бірақ осының нәтижесіндегі қозғалыс конвекция болып есептеледі. Конвекция терминінің жылулық градиенттермен байланысты тасымалдауды көрсету үшін арнайы қолданылуына байланысты, егер сіздің жүйеңізді қай терминология дұрыс сипаттайтынына көзіңіз жетпесе, адвекция терминін қолдану қауіпсіздер.
The term advection often serves as a synonym for convection, and this correspondence of terms is used in the literature. More technically, convection applies to the movement of a fluid (often due to density gradients created by thermal gradients), whereas advection is the movement of some material by the velocity of the fluid. Thus, although it might seem confusing, it is technically correct to think of momentum being advected by the velocity field in the Navier Stokes equations, although the resulting motion would be considered to be convection. Because of the specific use of the term convection to indicate transport in association with thermal gradients, it is probably safer to use the term advection if one is uncertain about which terminology best describes their particular system.
Метеорология
Метеорология мен физикалық океанографияда адвекция көбінесе атмосфераның немесе мұхиттың жылу, ылғалдылық немесе тұздылық сияқты кейбір қасиеттерінің көлденең тасымалына жатады, ал конвекция әдетте тік тасымалды (тік адвекция) білдіреді. Адвекция таулық бұлттардың (жер бедеріне байланысты мәжбүрлі конвекция) қалыптасуы үшін және гидрологиялық циклдың бір бөлігі ретінде бұлттардан судың жауын-шашын түрінде төгілуі үшін маңызды.
In meteorology and physical oceanography, advection often refers to the horizontal transport of some property of the atmosphere or ocean, such as heat, humidity or salinity, and convection generally refers to vertical transport (vertical advection). Advection is important for the formation of orographic clouds (terrain forced convection) and the precipitation of water from clouds, as part of the hydrological cycle.
Басқа мөлшерлер
Адвекция теңдеуі, егер адвекцияланатын шама әр нүктеде ықтималдық тығыздық функциясымен сипатталса да қолданылады, бірақ диффузияны ескеруге алу әлдеқайда қиын.
The advection equation also applies if the quantity being advected is represented by a probability density function at each point, although accounting for diffusion is more difficult.
Адвекция математикасы
Адвекция теңдеуі – белгілі жылдамдық векторлық өрісімен адвекцияланатын сақталатын скалярлық өрістің қозғалысын басқаратын бөлшектік дифференциалдық теңдеу. Ол скалярлық өрістің сақталу заңы, Гаусс теоремасы және шексіз кішкентай шамаға көшу арқылы шығарылады. Адвекцияның қарапайым мысалы – өзенге құйылған сияның тасымалдануы. Өзен аққанда, сия судың қозғалысы арқылы "толқын" түрінде ағын бойымен жылжиды, судың өзі сияны тасымалдайды. Егер сия маңызды ағыны жоқ көлге қосылса, ол көзінен сыртқа қарай диффузиялық түрде таралады, бұл адвекция емес. Сия ағынмен төмен жылғанда, "толқын" диффузия арқылы да таралады. Осы процестердің қосындысы конвекция деп аталады.
The advection equation is the partial differential equation that governs the motion of a conserved scalar field as it is advected by a known velocity vector field. It is derived using the scalar field's conservation law, together with Gauss's theorem, and taking the infinitesimal limit. One easily visualized example of advection is the transport of ink dumped into a river. As the river flows, ink will move downstream in a "pulse" via advection, as the water's movement itself transports the ink. If added to a lake without significant bulk water flow, the ink would simply disperse outwards from its source in a diffusive manner, which is not advection. Note that as it moves downstream, the "pulse" of ink will also spread via diffusion. The sum of these processes is called convection.
Теңдеуді шешу
Адвекция теңдеуін сандық түрде шешу оңай емес: бұл жүйе гиперболалық дербес дифференциалдық теңдеу болып табылады, және көбінесе үздіксіз "шоктық" шешімдерге қызығушылық танытылады (оларды сандық схемалармен өңдеу өте қиын). Тіпті бір кеңістік өлшемімен және тұрақты жылдамдық өрісімен де жүйені модельдеу қиын болып қалады. Теңдеу мына түрде жазылады:
The advection equation is not simple to solve numerically: the system is a hyperbolic partial differential equation, and interest typically centers on discontinuous "shock" solutions (which are notoriously difficult for numerical schemes to handle). Even with one space dimension and a constant velocity field, the system remains difficult to simulate. The equation becomes
мұндағы – авекцияланатын скалярлық өріс, ал – вектордың компоненті.
where is the scalar field being advected and is the component of the vector .