İçeriğe atla

Rossby sayısı

Düşük basınçlı bir fırtına etrafındaki Rossby Sayısı değeri ve ilişkili dengeli akışlar.

Rossby sayısı (Ro), Carl-Gustav Arvid Rossby'nin adıyla anılan ve akışkanlar dinamiğinde kullanılan bir boyutsuz sayıdır. Rossby sayısı, ataletsel kuvvetin Coriolis kuvvetine oranını ifade eder; bu, Navier-Stokes denklemlerinde sırasıyla ve terimleri ile belirtilir.[1][2] Bu sayı, jeofiziksel olaylarda, özellikle okyanuslar ve atmosferde yaygın olarak kullanılır ve gezegen dönmesinden kaynaklanan Coriolis ivmelenmelerinin önemini belirler. Bu sayı aynı zamanda Kibel sayısı olarak da bilinmektedir.[3]

Rossby sayısı (Ro, Ro değil) şu şekilde tanımlanır:

burada U ve L sırasıyla olayın karakteristik hız ve uzunluk ölçekleridir ve Coriolis frekansı olarak adlandırılır; burada gezegen dönmesinin açısal frekansını, ise enlemi ifade eder.

Küçük bir Rossby sayısı, Coriolis kuvvetlerinin güçlü bir şekilde etkilediği bir sistemi belirtirken, büyük bir Rossby sayısı, ataletsel ve santrifüj kuvvetlerinin hakim olduğu bir sistemi ifade eder. Örneğin, hortumlarda Rossby sayısı büyüktür (≈ 103), alçak basınç sisteminde düşüktür (≈ 0.1–1) ve okyanus sistemlerinde birlik mertebesindedir, ancak fenomenlere bağlı olarak birkaç büyüklük mertebesi aralığında değişebilir (≈ 10−2–102).[4] Bu nedenle, hortumlarda Coriolis kuvveti ihmal edilebilir ve denge basınç ve santrifüj kuvvetleri arasındadır (siklostrofik denge olarak adlandırılır).[5][6] Siklostrofik denge, aynı zamanda tropikal siklonların iç çekirdeğinde de yaygın olarak görülür.[7] Alçak basınç sistemlerinde santrifüj kuvveti ihmal edilebilir ve denge Coriolis ve basınç kuvvetleri arasındadır (jeostrofik denge olarak adlandırılır). Okyanuslarda ise üç kuvvet de karşılaştırılabilir büyüklüktedir (siklojeostrofik denge olarak adlandırılır).[6] Atmosfer ve okyanuslardaki hareketlerin mekansal ve zamansal ölçeklerini gösteren bir şekil için Kantha ve Clayson'a bakınız.[8]

Rossby sayısı büyük olduğunda (ya f küçük olduğunda, örneğin tropik bölgelerde ve daha düşük enlemlerde; ya da L küçük olduğunda, yani küvetteki akış gibi küçük ölçekli hareketler için; veya yüksek hızlar için), gezegen dönmesinin etkileri önemsiz hale gelir ve ihmal edilebilir. Rossby sayısı küçük olduğunda ise, gezegen dönüşünün etkileri belirgin hale gelir ve net ivmelenme nispeten küçük olur, bu da jeostrofik yaklaşımı kullanmayı mümkün kılar.[9]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ M. B. Abbott & W. Alan Price (1994). Coastal, Estuarial, and Harbour Engineers' Reference Book. Taylor & Francis. s. 16. ISBN 0-419-15430-2. 16 Mayıs 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  2. ^ Pronab K Banerjee (2004). Oceanography for beginners. Mumbai, India: Allied Publishers Pvt. Ltd. s. 98. ISBN 81-7764-653-2. 30 Nisan 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  3. ^ B. M. Boubnov, G. S. Golitsyn (1995). Convection in Rotating Fluids. Springer. s. 8. ISBN 0-7923-3371-3. 13 Temmuz 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  4. ^ Lakshmi H. Kantha & Carol Anne Clayson (2000). Numerical Models of Oceans and Oceanic Processes. Academic Press. s. 56 (Table 1.5.1). ISBN 0-12-434068-7. 16 Mayıs 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  5. ^ James R. Holton (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology. Academic Press. s. 64. ISBN 0-12-354015-1. 25 Nisan 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  6. ^ a b Lakshmi H. Kantha & Carol Anne Clayson (2000). Numerical Models of Oceans and Oceanic Processes. Elsevier. s. 103. ISBN 0-12-434068-7. 13 Temmuz 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  7. ^ John A. Adam (2003). Mathematics in Nature: Modeling Patterns in the Natural World. Princeton University Press. s. 135. ISBN 0-691-11429-3. 13 Temmuz 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  8. ^ Lakshmi H. Kantha & Carol Anne Clayson (2000). Numerical Models of Oceans and Oceanic Processes. Elsevier. s. 55 (Figure 1.5.1). ISBN 0-12-434068-7. 16 Mayıs 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2024. 
  9. ^ Roger Graham Barry & Richard J. Chorley (2003). Atmosphere, Weather and Climate. Routledge. s. 115. ISBN 0-415-27171-1. 

Diğer okumalar

For more on numerical analysis and the role of the Rossby number, see:

For an historical account of Rossby's reception in the United States, see

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Kinetik enerji</span> bir cismin harekiyle oluşan enerji

Kinetik enerji, fiziksel bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir.

<span class="mw-page-title-main">Açısal momentum</span> Fiziksel nicelik

Açısal momentum, herhangi bir cismin dönüş hareketine devam etme isteğinin bir göstergesidir ve bu nicelik cismin kütlesine, şekline ve hızına bağlıdır. Açısal momentum bir vektör birimidir ve cismin belirli eksenler üzerinde sahip olduğu dönüş eylemsizliği ile dönüş hızını ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Navier-Stokes denklemleri</span> Akışkanların hareketini tanımlamaya yarayan denklemler dizisi

Navier-Stokes denklemleri, ismini Claude-Louis Navier ve George Gabriel Stokes'tan almış olan, sıvılar ve gazlar gibi akışkanların hareketini tanımlamaya yarayan bir dizi denklemden oluşmaktadır.

Kapasite veya diğer adıyla sığa, bir cismin elektrik yükü depo etme yeteneğidir. Elektrikle yüklenebilen her cisim sığa barındırmaktadır. Enerji depolama aracının en yaygın formu paralel levhalı sığaçlardır. Paralel levhalı sığaçta, sığa iletken levhanın yüzey alanıyla doğru orantılıdır ve levhalar arasındaki uzaklığın ayrımıyla da ters orantılıdır. Eğer levhaların yükleri +q ve –q ise ve V levhalar arasındaki voltajı veriyorsa, sığa C şu şekildedir;

<span class="mw-page-title-main">Titreşim</span>

Titreşim bir denge noktası etrafındaki mekanik salınımdır. Bu salınımlar bir sarkaçın hareketi gibi periyodik olabileceği gibi çakıllı bir yolda tekerleğin hareketi gibi rastgele de olabilir.

Fizikte, birim zamanda aktarılan veya dönüştürülen enerjiye ya da yapılan işe güç denir, P simgesiyle gösterilir. Uluslararası Birim Sistemi'nde güç birimi, saniyedeki bir joule'e eşit olan watt'tır kısacası J/s. Eski çalışmalarda güç bazen iş olarak adlandırılırmıştır. Güç türetilmiş bir nicelik ve skaler bir büyüklüktür.

Termodinamiğin(Isıldevinimin) ikinci yasası, izole sistemlerin entropisinin asla azalamayacağını belirtir. Bunun sebebini izole sistemlerin termodinamik dengeden spontane olarak oluşmasıyla açıklar. Buna benzer olarak sürekli çalışan makinelerin ikinci kanunu imkânsızdır.

Direnç - kapasitör devresi (RC devresi) veya RC filtresi direnç ve kapsitörlerden oluşan ve gerilim veya akım kaynağı tarafından beslenen bir elektrik devresidir.

<span class="mw-page-title-main">Mutlak sıcaklık</span> mutlak sıcaklık ölçüsü

büyüklüğünün veya mutlak sıcaklık ya da termodinamik sıcaklık olarak tanımlanan büyüklüğünün iki önemli fiziksel sonucu vardır.

Açısal hız, bir objenin birim zamandaki açısal olarak yer değiştirme miktarına verilen isimdir. Açısal hız vektörel olup bir cismin bir eksen üzerindeki dönüş yönünü ve hızını verir. Açısal hızın SI birimi radyan/saniyedir, ancak başka birimlerde de ölçülebilir. Açısal hız genellikle omega sembolü ile gösterilir. Açısal hızın yönü genellikle dönüş düzlemine diktir ve sağ el kuralı ile bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">Basit harmonik hareket</span>

Basit harmonik hareket, geri çağırıcı kuvvet ile doğru orantılı olarak yer değiştiren periyodik bir hareket türüdür.

Fizikte akustik dalga denklemi, akustik dalgaların bir ortamda yayılımını düzenler. Denklemin biçimi ikinci dereceden kısmi diferansiyel denklemdir. Denklem, akustik basınç ve parçacık hızı u nun gelişimini, konum r ve zaman türünden fonksiyon olarak ifade eder. Denklemin basitleştirilmiş bir formu akustik dalgaları sadece bir boyutlu uzayda, daha genel formu ise dalgaları üç boyutta tanımlar.

<span class="mw-page-title-main">Dalga (fizik)</span> uzayda ve maddeden geçen salınım

Dalga, bir fizik terimi olarak uzayda ve maddede yayılan ve enerjinin taşınmasına yol açan titreşime denir. Dalga hareketi, orta parçaların yer değişimi sıklıkla olmadan, yani çok az ya da hiç kütle taşınımı olmadan, enerjiyi bir yerden başka bir yere taşır. Dalgalar sabit konumlarda oluşan titreşimlerden oluşurlar ve zamanla nasıl ilerlediğini gösteren bir dalga denklemi ile tanımlanırlar. Bu denklemin matematiksel tanımı dalga çeşidine göre farklılık gösterir.

Fizikte, dairesel hareket bir nesnenin dairesel bir yörünge boyunca bir rotasyon ya da çemberin çevresinde yaptığı harekettir. Rotasyonun sürekli açısal değeriyle birlikte düzgün ya da değişen rotasyon değeriyle düzensiz olabilir. 3 boyutlu bir cismin sabit ekseni etrafındaki rotasyon parçalarının dairesel hareketini içerir. Hareketin denkliği bir cisim kütlesinin merkezini tanımlar.

Matematiksel fizikte, hareket denklemleri, fiziksel sistemin hareket sürecindeki davranışını, zamanın bir fonksiyonu olarak tanımlar. Daha detaya girmek gerekirse; hareket denklemleri, fiziksel sistemin davranışını devinimsel değişkenler üzerinde tanımlanmış bir matematiksel fonksiyon takımı olarak izah eder. Bu değişkenler genellikle uzay koordinatları ve zamandan ibarettir, ama gerektiğinde momentum bileşenleri de kullanılır. En yaygın değişken seçeneği, fiziksel sistemin özelliklerini uygun şekilde tanımlayan değişkenlerden oluşan genelleştirilmiş koordinatlardır. Klasik mekanikte bu fonksiyonlar öklid uzayında tanımlanmıştır ama görelilikte eğilmiş uzay üzerindeki fonksiyon daha uygundur. Eğer sistemin dinamikleri biliniyor ise, bu fonksiyonları tanımlayan denklemler dinamiğin hareketini izah eden diferansiyel denklemlerin çözümleri olacaktır.

<span class="mw-page-title-main">Sürekli ortamlar mekaniği</span>

Sürekli ortamlar mekaniği, ayrı parçacıklar yerine tam bir kütle olarak modellenen maddelerin mekanik davranışları ve kinematiğin analizi ile ilgilenen mekaniğin bir dalıdır. Fransız matematikçi Augustin-Louis Cauchy, 19. yüzyılda bu modelleri formüle dökmüştür, fakat bu alandaki araştırmalar günümüzde devam etmektedir. 

<span class="mw-page-title-main">Sabit bir eksen etrafında dönme</span> dönme hareketinin özel bir durumu

Sabit bir eksen etrafında dönme dönme hareketinin özel bir durumudur. Sabit eksen hipotez yönünü değiştirerek bir eksen olasılığını dışlar ve salınım devinim gibi olguları tarif edemez. Euler’in dönme teoremine göre, Aynı zamanda, sabit eksenler boyunca eş zamanlı rotasyon imkânsızdır. Eğer iki rotasyona aynı anda kuvvet uygulanırsa, rotasyonun yeni ekseni oluşur.

Ekman sayısı (Ek), akışkanlar dinamiğinde, viskoz kuvvetlerin Coriolis kuvvetlerine oranını ifade eden bir boyutsuz sayıdır. Bu sayı, okyanuslar ve atmosferdeki jeofiziksel olayları tanımlamak için kullanılır ve gezegenin dönmesinden kaynaklanan Coriolis kuvvetlerine oranla viskoz kuvvetlerin oranını karakterize eder. İsmi, İsveçli oşinograf Vagn Walfrid Ekman'dan gelmektedir.

Elsasser sayısı, Λ, manyetik hidrodinamik alanında, manyetik kuvvetlerin Coriolis kuvvetine oranını ifade eden bir boyutsuz sayıdır.

Womersley sayısı, biyoakışkan mekaniği ve biyoakışkan dinamiği alanlarında kullanılan bir boyutsuz sayıdır. Bu sayı, pulsatil akış frekansının viskoz etkilerle olan ilişkisini boyutsuz bir biçimde ifade eder. John R. Womersley (1907–1958)'in arterlerdeki kan akışı üzerine yaptığı çalışmalar nedeniyle bu adla anılmaktadır. Womersley sayısı, bir deneyin ölçeklendirilmesinde dinamik benzerlik sağlamak açısından önem taşır. Örneğin, deneysel çalışmalarda damar sisteminin ölçeklendirilmesi bu duruma örnek teşkil eder. Ayrıca, Womersley sayısı, giriş etkilerinin ihmal edilip edilemeyeceğini belirlemek için sınır tabakası kalınlığının tespitinde de önemlidir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.