蒙特卡洛方法数值研究大气颗粒物动力学效应和辐射传输性质

• 作者: 丁珏 李家骅 翁培奋 邱骁
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 雾天 气溶胶 湍流耗散率 碰撞凝并 辐射传输 加权蒙特卡洛方法
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 557-565
• 页数: 9页
• 分类号: O363
• 字数: 5713字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-15-118

摘要

爆发性增强的雾天，空气污染严重能见度低，这与大气边界层湍流性质、悬浮颗粒的动力学及散射性质密切相关.文中基于颗粒群平衡方程和Mie理论，采取加权蒙特卡洛方法，自行开发了Fortran程序.文中计算所得的颗粒尺度分布函数、颗粒散射性质与实验值、理论解一致，验证了数值模型和方法的正确性.此外，数值研究了雾爆发性增强阶段雾滴谱拓宽、能见度降低的机理，讨论湍流输运和颗粒局部聚集效应下颗粒间的碰并过程，并耦合颗粒散射性质，数值分析雾发展中湍流耗散率对颗粒对径向相对速度、系统透过率的影响；以及颗粒对径向相对速度与系统透过率、颗粒尺度的关系.研究结果表明：随着湍流耗散率的增大，颗粒的径向相对速度呈现先缓慢而后快速增大的变化趋势.1000 s时刻，湍流的耗散率为1.0×10?2 m2/s3，颗粒径向相对速度(无量纲)为0.0969；对于0.6μm的可见光，雾环境颗粒系统的透过率为0.47.此外，雾发展中雾滴易与气溶胶碰并，系统的散射性质与水组成的雾滴系统不同，天气的能见度明显降低.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	丁珏	上海大学上海市应用数学和力学研究所	42	421	10.0	19.0
2	翁培奋	上海大学上海市应用数学和力学研究所	59	786	14.0	27.0
3	邱骁	上海大学上海市应用数学和力学研究所	3	14	2.0	3.0
4	李家骅	上海大学上海市应用数学和力学研究所	5	45	3.0	5.0