中国科学技术大学学报
中國科學技術大學學報
중국과학기술대학학보
JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
2010年
1期
8-14
,共7页
袁仁民%吴徐平%罗涛%卢超%安平%孙鉴泞%刘辉志
袁仁民%吳徐平%囉濤%盧超%安平%孫鑒濘%劉輝誌
원인민%오서평%라도%로초%안평%손감저%류휘지
对流边界层%准二维热泡结构%特征尺度%对流水槽%物理模拟
對流邊界層%準二維熱泡結構%特徵呎度%對流水槽%物理模擬
대류변계층%준이유열포결구%특정척도%대류수조%물리모의
convective boundary layer%quasi two-dimensional structure%characteristic scale%convective water tank%physical simulation
利用对流水槽模拟分析了均匀下垫面自由对流边界层的水平温度场结构特征.根据几何相似、运动相似和动力相似等要求设置初始条件和边界条件实施模拟.对流水槽的尺度为1.5 m×1.5 m×0.6 m,先加入具有一定温度层结的去离子水,然后底部加热形成对流,模拟对流边界层的发生和发展.利用快速响应的温度传感器测量温度廓线和不同高度上的温度起伏;利用准直光闪烁原理获得光学湍流场.根据温度廓线和光学湍流场的结果得到对流边界层厚度和稳定度等参数.根据不同高度的水平脉动温度,利用AR谱方法分析水平温度谱峰值频率所对应的尺度,该尺度对应于对流边界层的准二维对流热泡的水平尺度.统计分析结果表明,自由对流边界层大涡的水平尺度在边界层的下部随高度的增加而增加,约在0.65倍边界层厚度处达到最大,然后随高度的增加又逐渐减小.物理模拟与数值模拟和野外观测结果符合一致.根据对流热泡的这种特征,提出了一个自由对流边界层的热泡模型.
利用對流水槽模擬分析瞭均勻下墊麵自由對流邊界層的水平溫度場結構特徵.根據幾何相似、運動相似和動力相似等要求設置初始條件和邊界條件實施模擬.對流水槽的呎度為1.5 m×1.5 m×0.6 m,先加入具有一定溫度層結的去離子水,然後底部加熱形成對流,模擬對流邊界層的髮生和髮展.利用快速響應的溫度傳感器測量溫度廓線和不同高度上的溫度起伏;利用準直光閃爍原理穫得光學湍流場.根據溫度廓線和光學湍流場的結果得到對流邊界層厚度和穩定度等參數.根據不同高度的水平脈動溫度,利用AR譜方法分析水平溫度譜峰值頻率所對應的呎度,該呎度對應于對流邊界層的準二維對流熱泡的水平呎度.統計分析結果錶明,自由對流邊界層大渦的水平呎度在邊界層的下部隨高度的增加而增加,約在0.65倍邊界層厚度處達到最大,然後隨高度的增加又逐漸減小.物理模擬與數值模擬和野外觀測結果符閤一緻.根據對流熱泡的這種特徵,提齣瞭一箇自由對流邊界層的熱泡模型.
이용대류수조모의분석료균균하점면자유대류변계층적수평온도장결구특정.근거궤하상사、운동상사화동력상사등요구설치초시조건화변계조건실시모의.대류수조적척도위1.5 m×1.5 m×0.6 m,선가입구유일정온도층결적거리자수,연후저부가열형성대류,모의대류변계층적발생화발전.이용쾌속향응적온도전감기측량온도곽선화불동고도상적온도기복;이용준직광섬삭원리획득광학단류장.근거온도곽선화광학단류장적결과득도대류변계층후도화은정도등삼수.근거불동고도적수평맥동온도,이용AR보방법분석수평온도보봉치빈솔소대응적척도,해척도대응우대류변계층적준이유대류열포적수평척도.통계분석결과표명,자유대류변계층대와적수평척도재변계층적하부수고도적증가이증가,약재0.65배변계층후도처체도최대,연후수고도적증가우축점감소.물리모의여수치모의화야외관측결과부합일치.근거대류열포적저충특정,제출료일개자유대류변계층적열포모형.
