相似理論ppt課件(2)-資料下載頁(yè)
2025-04-29 02:43本頁(yè)面
【正文】 m ????????)(* Lzzuzu m?????mmzuK??*?zuzKmm ???222??已知 Km后 ， 可由 ?h的定義求出 Kh 用 u*表示的 Kh： 或用風(fēng)速梯度表示的 Kh )()(*2*穩(wěn)定不穩(wěn)定mmhmhzuKKzuK???????（穩(wěn)定）不穩(wěn)定）zuzKzuzKmhmh??????222322(????三 、 ?、 H、 E的參數(shù)化 任一物理量 q和相應(yīng)的湍流通量 Q， 根據(jù)前面相似理論分析的結(jié)果 ， 它的廓線形式可以寫成： 根據(jù)通量的定義： 利用風(fēng)廓線模式： ?????? ??? )(ln10*0Lzzzqqqq??** quqwQ ?? ??????????? ?? )(ln0*Lzzzuum??１ . 若有兩層 （ z1， z2） 風(fēng)速 u和 q的觀測(cè) 資料 ， 即當(dāng) z=z1， u=u1， q=q1； z=z2， u=u2，q=q2， 根據(jù)上式 ， 用兩層風(fēng)速之差表示摩擦速度 u*， 類似的方法表達(dá) q*， 代入 Q的表達(dá)式 ， 則 ?????? ???????? ??????2121)l n ()l n ())((121212122mmqq zzzzuuqqQ??????2. 若只有一層風(fēng)觀測(cè)和 q兩層觀測(cè)值 ， 即z=z3， u=u3； z=z1， q=q1； z=z2， q=q2（ 不一定要求與風(fēng)速同一層觀測(cè) ） ， 則 ?????? ??????? ?????321)l n ()l n ()(03123122mqq zzzzuqqQ?????如果 q代表的是風(fēng)速 u， 則Ｑ代表的是動(dòng)量通量 ，取 z3＝ z2=z， z1＝ z0， 有： 對(duì)于熱通量 ， q=CP?， Q=H， 將風(fēng)速和位溫的觀測(cè)取在同一層上 ， 即 z3＝ z2=z， z1＝ z0， 有： 2022)()ln ( ?????? ??Lzzzum?????????? ??????? ????)()l n ()()l n ()(0002LzzzLzzzuCHmhp??????類似可寫出潛熱通量 E。 湍流通量可以寫成更為簡(jiǎn)單的形式： 與前面的式子對(duì)應(yīng) ， 可以寫出 CD、 CE、 CH的表達(dá)式 ，它們由高度 、 粗糙度和大氣穩(wěn)定度決定 ， 在靜力中性的條件下通常假定這三個(gè)值相等 。 )( 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。 2) 湍流通量不再是常數(shù)。 3) 地表性質(zhì)不均勻，需考慮。本節(jié)介紹的是性質(zhì)均一的情況。 二、中性層結(jié)、均勻地表的風(fēng)廓線 思路：風(fēng)向不隨高度變化，風(fēng)廓線微分方程 () luzu *???其中 是混合長(zhǎng)，表征湍流局地特征的參數(shù)。 近地層中， ，積分上式得風(fēng)廓線形式。 塔層：超出近地層范圍，必須考慮切應(yīng)力隨高度減小，但式 仍成立，問(wèn)題是找出新的 值，求積分。 1). 如果把 u*推廣到近地層以上，即不再是常數(shù)，而隨高度變化。 lzl ??lluzu *??? 由平均運(yùn)動(dòng)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(hào)內(nèi)的值在中性層結(jié)時(shí)為常數(shù)，取 6。 () gsd fvxpzwu ??????????01?gsfvzu ??? 2*fzuvuu gs )2(0*0** ??fzuu 60** ?? 2).混合長(zhǎng)分布 混合長(zhǎng)與湍流尺度成正比，從地面向上，湍流尺度隨高度迅速增加，但不能無(wú)止境。 （ 1）到幾百米高度處，混合長(zhǎng)接近常數(shù)。 （ 2）混合長(zhǎng)將減少，到混合層頂部為 0。 Blackadar 10*)00 1( ???uzfzl ??將上式 和 ()代入 ()得： 在 150m 高度內(nèi)，中性層結(jié)、均勻地表，風(fēng)廓線與對(duì)數(shù)律無(wú)明顯差異?？梢赃@樣解釋，在塔層，湍流切應(yīng)力隨高度增加而減少，可用混合長(zhǎng)隨高度的非線性變化來(lái)補(bǔ)償。 fzzzuu 144ln00* ???（ 1） 穩(wěn)定層結(jié) 很難找到合適的廓線形式。 （ 2） 不穩(wěn)定層結(jié) MO相似理論推廣到塔層 150m高度，不會(huì)有太大的誤差。 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 。
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