对流边界层水平温度场特征的水槽模拟研究

• 作者: 刘辉志 卢超 吴徐平 孙鉴泞 安平 罗涛 袁仁民
• 来源期刊: 中国科学技术大学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 对流边界层 准二维热泡结构 特征尺度 对流水槽 物理模拟
• 年，卷（期）: 2010,（1）
• 所属期刊栏目: 地球与空间科学
• 页码范围: 8-14
• 页数: 7页
• 分类号: P264
• 字数: 5828字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0253-2778.2010.01.002

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	袁仁民	中国科学技术大学地球与空间科学学院	37	426	12.0	19.0
2	罗涛	中国科学技术大学地球与空间科学学院	42	260	9.0	13.0
3	孙鉴泞	南京大学大气科学系	45	483	12.0	19.0
4	吴徐平	中国科学技术大学地球与空间科学学院	6	16	3.0	4.0
5	卢超	中国科学技术大学地球与空间科学学院	6	16	3.0	4.0
6	安平	中国科学技术大学地球与空间科学学院	2	0	0.0	0.0