湍渦是指又稱渦團、渦旋。湍流運動的流體元。其流動方向不同於流體總的流動方向,而整個湍流運動又是它所包含的各個湍渦運動的總合。湍渦引起的能量和物質輸送的量級比由分子擴散引起的輸送量級要大得多。動力和熱力因子的作用都可導致湍渦的產生。在大氣邊界層內,湍渦對空氣中能量和物質的垂直混合、擴散具有極重要的意義。
基本介紹
- 中文名:湍渦
- 別名:渦團、渦旋
湍渦是指又稱渦團、渦旋。湍流運動的流體元。其流動方向不同於流體總的流動方向,而整個湍流運動又是它所包含的各個湍渦運動的總合。湍渦引起的能量和物質輸送的量級比由分子擴散引起的輸送量級要大得多。動力和熱力因子的作用都可導致湍渦的產生。在大氣邊界層內,湍渦對空氣中能量和物質的垂直混合、擴散具有極重要的意義。
湍渦是指又稱渦團、渦旋。湍流運動的流體元。其流動方向不同於流體總的流動方向,而整個湍流運動又是它所包含的各個湍渦運動的總合。湍渦引起的能量和物質輸送的量級比由分子擴散引起的輸送量級要大得多。動力和熱力因子的作用都可導致湍...
湍流渦全稱湍流渦旋,簡稱渦旋,指湍流運動中具有有組織流動結構和物理特性的部分。形象上如水流中的渦旋,但對於某一特定的湍渦,其出現和維持在時間上和空間上都是隨機的。湍流的流動可視為大大小小小的眾多湍渦所構成,大湍渦不斷產生,較大的湍渦不斷破碎變成較小的湍渦,最小湍渦在分子粘性力的作用下消失掉...
湍流是大量分子組成的湍渦的巨觀運動,湍流擴散也屬於巨觀運動範疇,有別於大量單個分子微觀遷移構成的分子擴散。在湍流大氣中湍流擴散能力遠比分子擴散強,其輸送強度比分子擴散將近大10⁵~10⁶倍,一般地說,不必考慮污染物質的分子擴散作用。大氣湍流擴散是大氣污染物散布的一種重要過程,尤其在局地性大氣污染問題...
湍渦累積法是一種在渦度相關理論基礎上發展起來的微氣象學方法。在這種方法中,需要採用超聲風速計等高速回響的測量儀器對垂直速度脈動進行測定;但就微量氣體而言,只要得到其濃度的平均值就可以了,即將與垂直風速例成比例的流量輸入與w符號(+/-)對應的兩個分量中,分別測定各自的濃度差。該方法在原理上無疑是...
湍流譜是表示各種大小湍渦對湍能的貢獻大小。大氣湍流能譜峰值頻率對應的波長,表征攜帶能量最多的湍渦尺度。與峰頻率的換算關係是λm =U/np式中:λm是譜極大尺度;np是譜峰的率; u是平均風速。譜極大尺度為湍流積分尺度的4~2π倍,具體數值取決於湍流譜的形式。定義 不同大小、相互疊加的湍渦組成湍流,...
湍流尺度是指湍流氣團翻滾脈動一個周期t所掃過的距離。表征各種湍流渦旋中最經常出現,起主導作用的湍渦的大小,定義為湍流相關係數的無窮積分。湍流簡介 湍流的運動極不規則,極不穩定,每一點的速度隨時間和空間都是隨機變化的,因此其結構十分複雜。 現代湍流理論認為:湍流是由各種不同尺度的渦構成的,大渦的...
對於水汽的輸送而言,在無雨的情況下,白天植被蒸騰和土壤蒸發釋放出大量的水汽,因而冠層及其內部濕度較大,於是當起源於上部的低比濕湍渦與起源於下部的高比濕湍渦進行交換則湍流向上輸送水汽,水汽的湍流通量為正值;在夜間,水汽主要來源於土壤的蒸發,冠層及其內濕度的高值區,故此時的水汽通量也為正值於夜間溫度...
分子傳遞可以用現象方程來說明。這種傳遞過程僅存在於固體、靜止流體或做層流運動的流體中。當流體做湍流運動時,由於存在大大小小的湍渦,流體微團的不規則混合運動會導致動量、質量和熱量的傳遞,因此,此時不僅存在分子傳遞,還存在著由漩渦所進行的傳遞。由於流體微團的質量遠遠大於分子質量,因而會使傳遞過程大為強化。...
同時也有一些相近、易混淆的湍流尺度概念, 如把湍渦的最大尺度看作外尺度,或用一個積分尺度來表示湍渦的最大尺度,或將湍渦的最大尺度稱之為含能渦區尺度,認為它就是湍流慣性子區的邊界。測量方法 重要性 在大氣光學及其套用研究中,湍流的特徵尺度起著重要的作用。由於大尺度湍流對光波的相位起伏起主要作用...
渦動平流 渦動平流是2009年公布的大氣科學名詞。定義 湍渦對流體屬性的輸送。如大氣邊界層和海洋邊界層中有組織的大湍渦輸送。出處 《大氣科學名詞》。
對各級湍渦的關係有一種級串觀點。湍流一旦形成,總的變化趨勢是大渦逐漸向中渦演變,中渦又向小渦演變。反映在能譜曲線的演變上,小k處的E值因大渦減弱而逐漸減小;中k處的E值一方面接受從較小k值區傳來的能量,一方面又向較大k值區輸送能量,最後因流體粘性的作用,能量在一些微小尺度的渦上轉化為熱而耗散掉...
柯爾莫果洛夫從這個物理模型中得到了唯一決定慣性子區間湍渦統計結構的物理因子‘一湍能耗散率。。從此出發,人們用量綱分析法就不難得到小尺度湍渦結構函式的2/3定律,以及一維湍譜或標量場湍譜的一5/3定律。下面這幅圖顯示了高雷諾數下均勻各向同性湍流中“渦量擬能”的等值曲面,其中色彩的變化反映了壓力在...
海面氣層湍流輸送(sea surface, turbulent transfers in the layer over) 大氣物理屬性在海面以上厚度約數十米的大氣層中因湍流而引起的鉛直輸送。它直接體現的海洋和大氣之間的相互作用。湍流輸送通過由小到大的海洋湍渦和大氣湍渦相互傳遞。分別影響到各自的大尺度現象。因而,海面氣層的湍流輸送是深入研究海洋和...
第4講方程的閉合問題——模式理論 第5講動力學途徑——Karman-Howarth方程 第6講譜方法——Kolmogorov的理論 第7講實驗發現——間歇性和擬序結構,非線性動力學方法 第8講標度律——層次結構模型 第9講湍渦能量耗散——同步級串模型 第10講自然界的風洞——大氣湍流 結束語 附錄相關文獻的注釋 參考文獻 索引 ...
4.1.1壁湍流的統計特性和湍渦結構 4.1.2壁湍流的湍渦結構和湍渦粘性係數 4.1.3高雷諾數壁湍流 4.2自由剪下湍流的統計特性 4.2.1二維自由剪下湍流的邊界層近似 4.2.2自由剪下湍流的相似性解 4.2.3自由剪下湍流的渦粘係數 4.3均勻剪下湍流的快速畸變理論 4.3.1均勻剪下湍流的基本方程 4.3.2快速...
《水力機械湍流渦及湍流壓力脈動的數值計算》是依託中國農業大學,由王福軍擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 水力機械過流部件內的的湍流渦及湍流壓力脈動是誘發水力機械振動的主要根源之一,但目前還沒有辦法準確地計算出水力機械湍流渦和湍流壓力脈動。本項目擬在大渦模擬方法的基礎上,引入最新發展的亞格子尺...
是指在分子粘性作用下由湍流動能轉化為分子熱運動動能的速率。通常以單位質量流體在單位時間內損耗的湍流動能來衡量,以ε表示。湍流速度在空間上存在著隨機漲落,從而形成了顯著的速度梯度,在分子粘性力作用下通過內摩擦不斷地將湍流動能轉化為分子運動的動能。大氣湍流的動能耗散主要發生在大小為毫米數量級的湍渦。
可以把大氣想像為是由大小不同的渦旋(稱為湍渦)構成的,一個大湍渦包含著許多小湍渦,而一個小湍渦又包含著許多更小的湍渦。湍渦尺度可以細分到分子水平。大氣湍流運動便是由這些大大小小的湍渦所構成的。處於湍流中的一團污染煙團,被不同的湍渦攜帶而逐漸展開。尺度小於污染煙團的小湍渦不能改變污染煙團的...
湍渦是由許多空氣微團組成的,湍渦運動的不規性和分子運動相類似。湍渦的混合作用將引起物理屬性的輸送,這一過程也和分子對能量、動量的輸送有相似之處。理論的假定 在混合長理論中有如下假定:(1)和分子一樣,湍渦在運動的起始高度上具有該高度上的平均物理屬性;(2)在湍流運動中存在一個混合長 ,湍渦...
湍渦是由許多空氣微團組成的,湍渦運動的不規性和分子運動相類似。湍渦的混合作用將引起物理屬性的輸送,這一過程也和分子對能量、動量的輸送有相似之處。理論的假定 在混合長度流動理論中有如下假定:(1)和分子一樣,湍渦在運動的起始高度上具有該高度上的平均物理屬性;(2)在湍流運動中存在一個混合長度 ,...
泰勒(Taylor)提出在滿足某些條件的情況下,當湍流流經感測器時,可以認為湍流是被凍結的.其含義是在空間上一固定點對湍流的觀測結果統計上等同於同時段沿平均風方向空間各點的觀測,也稱為定型湍流假設,當然湍流並不是真的被凍結,只是假設湍渦發展的時間尺度大於它被平流攜帶經過探頭所需的時間,泰勒假設才適用。簡...
相對擴散 相對擴散是湍流中一對標誌粒子之間的擴散。相對擴散是指湍流中一對標誌粒子之間的擴散。統計特徵等同於一群粒子或煙團的擴散。尺度粒子對的距離或煙團的大小相當的湍渦才起相待擴散作用,小湍渦的擴散能力很弱,大湍渦只會使粒子對或煙團整體來回擺動。
其缺陷體現在:一方面,它把無規則的湍渦看成分子熱運動,假定湍渦是流體微團,與分子輸送模型具有相同屬性,由此得到的梯度與通量之間的線性關係,實質上這只是一種假定。另一方面,近地層流場情況十分複雜,湍流輸送的性質遠非簡單的線性關係,尤其是湍流交換係數,它隨大氣湍流場的性質及空間尺度而改變,其形式難以...
連續擴散是指湍流中單一標記粒子的擴散。統計上等同於連續煙雲擴散。湍流擴散理論常常以單個粒子運行軌道的統計特徵為研究內容,再把結果套用到連續煙雲擴散問題。湍流擴散的統計理論表明:尺度大於粒子的下風擴散距離的湍渦才能起到擴散作用,較小的湍渦只能使粒子在較小的範圍內隨機擺動,擴散效果不大甚至可以忽略不計。
血管性噴射音發生在體循環或肺循環高壓時,由於血管擴張及血流湍渦的機械波所致。主動脈噴射音(AES)在主動脈瓣區最為明顯,可傳到心尖部。肺動脈噴射音(PES),限於肺動脈瓣區,呼氣時清晰、吸氣時減弱或消失。二、為收縮中晚期音(SC),亦為波長短,以及歷時短促的音,常在胸骨下段和心前區聽到或錄到,多因心...
煙羽型式是不同氣象及地形條件下煙羽分布的典型形式;是大氣稀釋擴散能力的直接體現。在下墊面開闊平坦及污染源連續、穩定排放的條件下,煙羽在小風時的形狀主要受制於大氣層結。釋文:不同溫度層結時的煙羽表現為:①波浪型:多出現於夏季午後不穩定層結中,此時流場中的大尺度湍渦十分活躍,易引起煙源近距離...
大氣湍流運動的鉛直範圍因受地表限制; 湍渦尺度大致與高度同量級; 而水平範圍不受限制, 湍渦尺度很寬, 從幾厘米到幾乾公里。相關和譜分析是尺度分析的好方法,Vander Hvoen分析了採樣時段為1 0 個月到1 小時範圍內的水平風速脈動譜後指出, 大氣水平風速譜中存在著4夭(天氣尺度)和1 分鐘左右( 微尺度) 的兩...
§9.2湍渦機率... (41)§9.3局地粘滯... (41)§9.4貼海面輸送... (43)第10章對流邊界層... (45)§10.1不穩定層...
中國天文學家戴文賽認為,在50億年之前,宇宙中有一個比太陽大幾倍的大星雲。這個大星雲一方面在萬有引力作用下逐漸收縮,另外在星雲內部出現許多湍渦流。於是大星雲逐漸碎裂為許多小星雲,其中之一就是太陽系前身,稱之為“原始星雲”,也叫“太陽星雲”。由於原始星雲是在湍渦流中形成的,因此它一開始就不停地旋...
