相似理論ppt課件(2)(存儲版)
【正文】 ??051 ???? LzLzmh ??第六節(jié) 近地層氣象參數(shù)化 如何用平均量的觀測數(shù)據(jù)，求得近地層的各種湍流參數(shù)。 3) 地表性質(zhì)不均勻，需考慮。 （ 1）到幾百米高度處，混合長接近常數(shù)。 雖超出近地層范圍， u*不再是常數(shù)，但近地層相似理論的廓線模式仍適用，只需 將 u*和 L換成地面的值 u*0和 L0即可， 這就延伸了近地層廓線的適用范圍 。 lzl ??lluzu *??? 由平均運動方程，并設(shè)定常、水平均勻，取 x為平均風(fēng)方向： vgs為地轉(zhuǎn)風(fēng)沿 y軸分量 即 積分得 研究證明，括號內(nèi)的值在中性層結(jié)時為常數(shù)，取 6。 )( 0 qquCQ E ?? ?2uC D ?? ?)( 0 ??? ?? uCCH pH第七節(jié) 塔層風(fēng)廓線 一、塔高度 50~500m ；塔層 0 ~ 150m 特征 1) 風(fēng)向隨高度的偏轉(zhuǎn)很小，可忽略。 量綱分析后得： Luzu *???（ 3） 不穩(wěn)定 廣泛應(yīng)用的是 BusingerDyer風(fēng)廓線模式 較不穩(wěn)定時 z/L2時， 即 Carl模式。 L固定 ， z ?0：有一定的熱通量 ， 但只要高度足夠低 ， 我們?nèi)钥梢园堰@時的大氣狀況作為中性層結(jié)來處理 稱為 “ 有效中性 ” 。 ? ?22*20 0 0 9 zzuzgzuzgRvvvvi ????????????????????（ 2） 莫寧 — 奧布霍夫長度 L (MoninObukhov) 近地層大氣影響湍流結(jié)構(gòu)的主要通量： 動量通量 ?（ 特征速度 u*） 熱通量 H（ 特征溫度 T*） 水汽通量 E（ 特征濕度 q*） 還有： 高度 z 阿基米德凈浮力系數(shù) g/ T0 或 g/?T， g/?? 分子粘性系數(shù) ? 分子導(dǎo)溫系數(shù) kT 粗糙度 z0 科氏參數(shù) f 不穩(wěn)定邊界層高度 zi, 混合層 若有一個湍流特征量 ， 其時均值為 B， 則 B=f（ u*,H/(?Cp),q*,g/?T, kT,?, z, z0） 假設(shè)空氣干燥 ， 在離地幾厘米以上 ， 可略去分子作用的影響 ， 上式簡化為： B=f（ u*， H/（ ?Cp）， g/?T， z） 4個量中， 3個量綱獨立，故可得無量綱變量 )(3*1pCHTguz??????1中除高度 z外，還有一個長度，即： 其中 ?是為了計算方便而引入的，式中各量在近地層中為常數(shù)，所以 L在近地層中也可看做是常數(shù)。 為使問題簡化 ， 忽略湍流能量方程其它項的作用 ， 把這兩項的比值稱為通量理查孫數(shù) 。 z0的求解方法：兩個或兩個高度以上的風(fēng)測量結(jié)果，即可求解 z0和 u*。 smuVug/~ 0*0* ???si n20*2*2*gcfVhuuzu ?????????? s i n%)20~%10(s i n0*0*20*20*20*2*fuVufVuuuuhggc ???第三節(jié) 中性近地層風(fēng)溫廓線 一 、 風(fēng)廓線：對數(shù)律 中性層結(jié) ， 位溫不隨高度變化；空氣微團按絕熱過程運動；垂直向湍流熱通量為零 。 3) 當(dāng)雷諾數(shù)進(jìn)一步增大時，應(yīng)力又隨雷諾數(shù)而減少，但與導(dǎo)管粗糙度無關(guān)。 d=1， e=1， f=1， 以及 g=1， h=1； i=0。,(),(2121212121mnmamaanaaagaaaaaafm?????????????),( 21 mn ?????? ??例題：流體流過導(dǎo)管 ， 切應(yīng)力 ?是如何變化 ？ １ ) 選擇哪些變量對流體可能是重要的 應(yīng)力 、 密度 、 粘滯性 、 速度 、 導(dǎo)管直徑 、 導(dǎo)管粗糙度 。 第一節(jié) 相似理論的基礎(chǔ) 相似理論并不能具體告訴無量綱組之間的方程或關(guān)系式，必須反復(fù)實驗、觀察，選擇定性的最佳的方程式。主講人 張鐳 教授 . 第三章 近地層相似理論 第一節(jié) 相似理論的基礎(chǔ) 第二節(jié) 近地面層 第三節(jié) 中性近地層風(fēng)速溫度廓線 第四節(jié) 大氣穩(wěn)定度參數(shù) 第五節(jié) 非中性近地層風(fēng)速溫度廓線 第六節(jié) 近地層氣象參數(shù)化 現(xiàn)有的基本物理知識還不足以精確得出邊界層基本規(guī)律 。 (4) 使經(jīng)驗曲線或回歸方程適合于實驗數(shù)據(jù) ， 以便描述無量綱組之間的關(guān)系 。 設(shè) n個自變量中 ， 最多有 m個量綱獨立的量 a1,a2,??am，其余各量 am＋１ ,am＋２ ,??an的量綱可用上述 m個獨立量綱表示： ????????? 根據(jù)量綱齊次性原理： ? ? ? ? ? ? ? ? mamaam aaaa 11211 211 ????? ? ? ? ? ? ? ? mamaam aaaa 22221 212 ????? ? ? ? ? ? ? ? mmnmnmn amaan aaaa ,2,1, 21 ???? ??mamaam aaaa 11211 2111 ?????mamaam aaaa112112111 ?????類似有： （ ） ????????????? 把變量 a也表示成 a1,a2,??am的形式： 將（ ）和（ ）代入： 上式左端為無量綱量 ， 故右端也應(yīng)為無量綱數(shù) ， 則：
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