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| 对流边界层水平温度场特征的水槽模拟研究 | |
| 引用本文： | 袁仁民,吴徐平,罗涛,卢超,安平,孙鉴泞,刘辉志.对流边界层水平温度场特征的水槽模拟研究[J].中国科学技术大学学报,2010,40(1). |
| 作者姓名： | 袁仁民 吴徐平 罗涛 卢超 安平 孙鉴泞 刘辉志 |
| 作者单位： | 1. 中国科学技术大学地球与空间科学学院,安徽合肥,230026 2. 南京大学大气科学系,江苏南京,210093 3. 中国科学院大气物理研究所大气边界层和大气化学国家重点实验室,北京,100029 |
| 基金项目： | 中国科学院知识创新工程领域前沿项目，国家自然科学基金 |
| 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. |
| 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 |
A water tank study of horizontal temperature characteristics of the convective boundary layer |
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| YUAN Renmin,WU Xuping,LUO Tao,LU Chao,AN Ping,SUN Jianning,LIU Huizhi.A water tank study of horizontal temperature characteristics of the convective boundary layer[J].Journal of University of Science and Technology of China,2010,40(1). | |
| Authors: | YUAN Renmin WU Xuping LUO Tao LU Chao AN Ping SUN Jianning LIU Huizhi |
| Institution: | YUAN Renmin1,WU Xuping1,LUO Tao1,LU Chao1,AN Ping1,SUN Jianning2,LIU Huizhi3(1.School of Earth , Space Sciences,University of Science , Technology of China,Hefei 230026,China,2.Department of Atmospheric Science Nanjing University,Nanjing 210093,3.LAPC Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China) |
| Abstract: | |
| Keywords: | convective boundary layer quasi two-dimensional structure characteristic scale convective water tank physical simulation |
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