非均勻下墊面對流邊界層熱通量特征的物理模擬研究

利用對流水槽,通過在底面設置馬賽克狀隔熱覆蓋物,模擬熱力非均勻下墊面對流邊界層的發生發展.在對流邊界層發展的同時,利用溫度廓線測量儀器分別測量不同下墊面的溫度廓線,獲取不同時刻溫度場的數據,由此計算了熱通量廓線.結果表明,非均勻下墊面對流邊界層的歸一化熱通量隨高度表現出非線性特征,即具有上凸和下凹的特征.上凸和下凹特征隨時間出現振蕩,這明顯不同于均勻下墊面的情形.從熱通量等值線圖上可以看出,總體平均的熱通量廓線振蕩較小,局地熱通量廓線振蕩較大,而且下墊面未覆蓋區域的熱通量廓線比覆蓋區域振蕩的頻率更高、振幅更大.這表明,非均勻下墊面條件下的對流邊界層和均勻下墊面條件下的對流邊界層的湍流結構有很大的不同.熱力非均勻下墊面湍流特征呈現出一些均勻下墊面所沒有的物理特性.在均勻下墊面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面的對流邊界層發展過程.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考.

作 者： 吳徐平 羅濤 袁仁民 盧超 郭云謙 李義寶 WU Xu-ping LUO Tao YUAN Ren-min LU Chao GUO Yun-qian LI Yi-bao   作者單位： 吳徐平,WU Xu-ping(安徽建筑工業學院數理系,安徽,合肥,230022;中國科學技術大學地球和空間科學學院,安徽,合肥,230026)

羅濤,袁仁民,盧超,郭云謙,LUO Tao,YUAN Ren-min,LU Chao,GUO Yun-qian(中國科學技術大學地球和空間科學學院,安徽,合肥,230026)

李義寶,LI Yi-bao(安徽建筑工業學院數理系,安徽,合肥,230022) 

刊 名： 大氣與環境光學學報  英文刊名： JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND ENVIRONMENTAL OPTICS  年，卷(期)： 2009 4(3)  分類號： P401  關鍵詞： 非均勻下墊面   對流邊界層   熱通量   水槽模擬  

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