Klimushkin D.Yu., Mager P.N., Chelpanov M.A., Kostarev D.V. «Interaction between long-period ULF waves and charged particle in the magnetosphere: theory and observations (overview)» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 33-66 (2021)

The paper reviews the current state of the problem of interaction between long-period ultra-lowfrequency (ULF) waves and high-energy particles. We consider elements of the theory of energy exchange between waves and particles, particle transport across magnetic shells under the influence of the electromagnetic field of a wave, the acceleration of radiation belt particles by both resonant and non-resonant mechanisms. We examine the mechanisms of generation of azimuthallysmall-scale ULF waves due to instabilities arising from the wave–particle resonance. The cases of Alfven, driftcompressional, and drift-mirror waves are analyzed. It is noted that due to the lack of a detailed theory of driftmirror modes, the possibility of their existence in the magnetosphere cannot be taken as a proven fact. We summarize experimental data on the poloidal and compression ULF waves generated by unstable populations of high-energy particles. We investigate the mechanisms of modulation of energetic particle fluxes by ULF waves and possible observational manifestations of such modulation. Methods of studying the structure of waves across magnetic shells by recording fluxes of resonant particles with a finite Larmor radius are discussed.

Tolstikov M.V., Ratovsky K.G., Medvedeva I.V., Khabituev D.S. «Estimated influence of stratospheric activity on the ionosphere according to measurements with ISTP SB RAS tools» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 79-84 (2021)

We present the results of a comprehensive study of the manifestation of wave activity with periods of internal gravity waves (IGW) in various regions of the atmosphere: in the stratosphere, upper mesosphere, and in the F2-region of the ionosphere. The study is based on radiophysical and spectrometric measurements made with tools of the Institute of Solar-Terrestrial Physics (ISTP) SB RAS and the Era-Interim reanalysis data. The correlation coefficient with time shift between ionospheric and stratospheric activity for the annual interval varies in the range from 0.45 to 0.54, and for the 27-day interval it reaches the levels 0.4–0.8 in seventy percent of the cases. Thirty percent of correlation coefficients less than 0.4 can be explained by the influence of neutral wind, geomagnetic activity, and nonstratospheric IGW sources. Comparison between stratospheric activity and variations in characteristics of traveling ionospheric disturbances (TID) has shown that a ∼15 day shift in stratospheric activity results in a fairly high correlation between stratospheric activity and disturbance of IGW characteristics (∼0.6). The delay of about 15 days can be attributed to the delay in the temperature variations at heights of the lower thermosphere relative to the temperature variations at the altitude pressure level of 1 hPa. Comparative analysis of variations in mesospheric and ionospheric activity has revealed time intervals when their behavior is consistent.

Moskaleva A.V., Riazantseva M.O., Yermolaev Yu.I., Lodkina I.G. «Variations of flow direction in solar wind streams of different types» Солнечно-земная физика, 7, № 4, с. 10-17 (2021)

Studying the direction of the solar wind flow is a topical problem of space weather forecasting. As a rule, the quiet and uniform solar wind propagates radially, but significant changes in the solar wind flow direction can be observed, for example, in compression regions before the interplanetary coronal mass ejections (Sheath) and Corotating Interaction Regions (CIR) that precede high-speed streams from coronal holes. In this study, we perform a statistical analysis of the longitude (_f) and latitude (τ) flow direction angles and their variations on different time scales (30 s and 3600 s) in solar wind large-scale streams of different types, using WIND spacecraft data. We also examine the relationships of the value and standard deviations SD of the flow direction angles with various solar wind parameters, regardless of the solar wind type. We have established that maximum values of longitude and latitude angle modulus, as well as their variations, are observed for Sheath, CIR, and Rare, with the probability of large deviations from the radial direction (>5°) increasing. The dependence on the solar wind type is shown to decrease with scale. We have also found that the probability of large values of SD(τ) and SD(_f) increases with increasing proton temperature (Tp) in the range 5–10 eV and with increasing proton velocity (Vp) in the range 400–500 km/s.

Prabhu M., Kumar R.A., Warrier R., Mouli B.S.N.V., Kiran S. «Истечение жидкости из нескольких отверстий: исследование образования вихрей c воздушным ядром» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 118-130 (2022)

Явление возникновения закрученных вихрей с воздушным ядром (воронок) в жидкости, протекающей через цилиндрические баки, может иметь серьезные побочные эффекты во многих инженерных системах. Следовательно, подавление таких вихрей является насущной необходимостью для этих приложений. В настоящей работе исследуется влияние начального вращения на формирования вихрей с различными конфигурациями расположений сливных отверстий, имеющих одинаковый диаметр (d=10 мм), в случае использования многочисленных отверстий. Во всех рассмотренных конфигурациях имеется соосное (центровое) отверстие с круглым поперечным сечением, в общем случае окруженное другими отверстиями (с круглыми сечениями), которые располагаются на одном и том же расстоянии от центра. В настоящей работе явление формирования вихревых воронок изучается при изменении числа окружающих отверстий и эксцентричности их расположения. Истечение может происходить одновременно через одно и большее число окружающих отверстий. Перед началом истечения с помощью закручивания жидкости (40–240 об./мин) столбу жидкости сообщается циркуляционное движение, создаваемое механической мешалкой с электродвигателем, число оборотов которой можно было регулировать. Результаты проведенного исследования показали, что для всех конфигураций расположения сливных отверстий вихрь подавляется при увеличении степени эксцентричности (нецентральности) расположения отверстий и, таким образом, время истечения уменьшается. Результаты исследования также показывают, что центральное отверстие является ключевым фактором для процесса вихреобразования и при меньших значениях эксцентричности расположения отверстий вихрь последовательно подавляется по мере увеличения числа отверстий, окружающих центральное. Все ранее проведенные исследования формирования вихревых воронок, результаты которых доступны в литературе, были выполнены либо с одним или с двумя сливными отверстиями. Исследования истечения жидкости из нескольких отверстий (число сливных отверстий больше двух) до сих пор отсутствовали. Таким образом, текущее исследование, результаты которого представлены в данной работе, является первым исследованием истечения жидкости из нескольких сливных отверстий.

Roy A., Mukherjee R. «Экспериментальное исследование поведения области локального отрыва ламинарного потока на сечении прямого крыла» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 1, с. 131-150 (2022)

Области локального отрыва ламинарного потока в корневом или направленном по размаху среднем сечении прямого крыла выявляются с помощью прямых измерений давления на поверхности крыла в аэродинамической трубе и проводится анализ их поведения при разных числах Рейнольдса и углах атаки. Положения точек отрыва, ламинарно-турбулентного перехода и повторного присоединения потока находятся в зависимости от углов атаки и числа Рейнольдса. Характеристики турбулентности и структура ламинарно-турбулентного перехода в оторвавшемся сдвиговом слое изучаются с помощью лазерного допплеровского измерителя скорости (термоанемометра). Данные о поверхностном давлении и одновременно полученные результаты измерений скорости сопоставляются для того, чтобы выявить области растущих возмущений в сдвиговом слое. Визуализация течения масляной пленкой на поверхности крыла позволила прояснить детали взаимодействия концевой части крыла и области отрыва потока вблизи передней кромки крыла при больших углах атаки. Из распределений продольной скорости вычислены статистические характеристики турбулентности, в пристеночной области наблюдается заметное отклонение значений коэффициентов асимметрии и эксцесса от нормального распределения. Изучено и описано влияние локальной области отрыва потока на аэродинамические коэффициенты трехмерного корневого сечения прямоугольного крыла.