大气与环境光学学报
大氣與環境光學學報
대기여배경광학학보
JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND ENVIRONMENTAL OPTICS
2009年
3期
190-200
,共11页
吴徐平%罗涛%袁仁民%卢超%郭云谦%李义宝
吳徐平%囉濤%袁仁民%盧超%郭雲謙%李義寶
오서평%라도%원인민%로초%곽운겸%리의보
非均匀下垫面%对流边界层%热通量%水槽模拟
非均勻下墊麵%對流邊界層%熱通量%水槽模擬
비균균하점면%대류변계층%열통량%수조모의
利用对流水槽,通过在底面设置马赛克状隔热覆盖物,模拟热力非均匀下垫面对流边界层的发生发展.在对流边界层发展的同时,利用温度廓线测量仪器分别测量不同下垫面的温度廓线,获取不同时刻温度场的数据,由此计算了热通量廓线.结果表明,非均匀下垫面对流边界层的归一化热通量随高度表现出非线性特征,即具有上凸和下凹的特征.上凸和下凹特征随时间出现振荡,这明显不同于均匀下垫面的情形.从热通量等值线图上可以看出,总体平均的热通量廓线振荡较小,局地热通量廓线振荡较大,而且下垫面未覆盖区域的热通量廓线比覆盖区域振荡的频率更高、振幅更大.这表明,非均匀下垫面条件下的对流边界层和均匀下垫面条件下的对流边界层的湍流结构有很大的不同.热力非均匀下垫面湍流特征呈现出一些均匀下垫面所没有的物理特性.在均匀下垫面得到的边界层的参数化规律不能简单地用于热力非均匀下垫面的对流边界层发展过程.水槽模拟的结果可以为数值模拟和野外观测提供有益的参考.
利用對流水槽,通過在底麵設置馬賽剋狀隔熱覆蓋物,模擬熱力非均勻下墊麵對流邊界層的髮生髮展.在對流邊界層髮展的同時,利用溫度廓線測量儀器分彆測量不同下墊麵的溫度廓線,穫取不同時刻溫度場的數據,由此計算瞭熱通量廓線.結果錶明,非均勻下墊麵對流邊界層的歸一化熱通量隨高度錶現齣非線性特徵,即具有上凸和下凹的特徵.上凸和下凹特徵隨時間齣現振盪,這明顯不同于均勻下墊麵的情形.從熱通量等值線圖上可以看齣,總體平均的熱通量廓線振盪較小,跼地熱通量廓線振盪較大,而且下墊麵未覆蓋區域的熱通量廓線比覆蓋區域振盪的頻率更高、振幅更大.這錶明,非均勻下墊麵條件下的對流邊界層和均勻下墊麵條件下的對流邊界層的湍流結構有很大的不同.熱力非均勻下墊麵湍流特徵呈現齣一些均勻下墊麵所沒有的物理特性.在均勻下墊麵得到的邊界層的參數化規律不能簡單地用于熱力非均勻下墊麵的對流邊界層髮展過程.水槽模擬的結果可以為數值模擬和野外觀測提供有益的參攷.
이용대류수조,통과재저면설치마새극상격열복개물,모의열력비균균하점면대류변계층적발생발전.재대류변계층발전적동시,이용온도곽선측량의기분별측량불동하점면적온도곽선,획취불동시각온도장적수거,유차계산료열통량곽선.결과표명,비균균하점면대류변계층적귀일화열통량수고도표현출비선성특정,즉구유상철화하요적특정.상철화하요특정수시간출현진탕,저명현불동우균균하점면적정형.종열통량등치선도상가이간출,총체평균적열통량곽선진탕교소,국지열통량곽선진탕교대,이차하점면미복개구역적열통량곽선비복개구역진탕적빈솔경고、진폭경대.저표명,비균균하점면조건하적대류변계층화균균하점면조건하적대류변계층적단류결구유흔대적불동.열력비균균하점면단류특정정현출일사균균하점면소몰유적물리특성.재균균하점면득도적변계층적삼수화규률불능간단지용우열력비균균하점면적대류변계층발전과정.수조모의적결과가이위수치모의화야외관측제공유익적삼고.