论文摘要
大气和海洋中湍流特性是普遍存在的,故大气和海洋的物理性质和动力过程非常复杂,因此湍流运动一直是大气与海洋边界层等理论研究的热点,而边界层感受性是层流向湍流转捩的初始阶段,在湍流成因中起着非常重要的作用,所以对该问题的研究不仅有助于湍流理论的完善,而且在海洋和大气理论研究中也有着广阔的应用前景。本文基于不可压缩Navier-Stokes方程,通过高精度高分辨率的紧致有限差分格式与傅里叶展开相结合的方法数值研究了自由来流湍流作用下的有压梯度边界层感受性问题,研究内容可分为三个方面:（1）研究了自由来流湍流与壁面局部粗糙作用下有压梯度边界层感受性问题,并证明了自由来流湍流与壁面局部粗糙作用下有压梯度边界层内当地感受性是存在的。数值计算了不同压力梯度边界层内激发产生小扰动波包的群速度;研究了自由来流湍流与壁面局部粗糙作用下有压力梯度对边界层内被激发出T-S波的幅值、增长率、波数、相速度以及特征形状函数的影响;最后,数值研究了有压梯度边界层内当地感受性与壁面局部粗糙高度的关系。（2）研究了自由来流湍流与壁面局部吹吸作用下有压梯度边界层感受性问题,并证明了自由来流湍流与壁面局部吹吸作用下有压梯度边界层内当地感受性是存在的。数值计算了不同压力梯度边界层内激发产生小扰动波包的群速度;研究了自由来流湍流与壁面局部吹吸作用下有压力梯度对边界层内被激发出T-S波的幅值、增长率、波数、相速度以及特征形状函数的影响;最后,数值研究了有压梯度边界层内当地感受性与壁面局部吹吸强度的关系。（3）研究了自由来流湍流与壁面局部粗糙（吹吸）作用下,边界层内感受出的初始幅值与压力梯度系数的关系,通过数值结果分析,得出压力梯度系数从顺压向逆压力梯度变化时,有压梯度边界层内激发出T-S波波包的初始幅值将逐渐增大。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 朱晓清
导师: 陆昌根
关键词: 直接数值模拟,自由来流湍流,有压梯度边界层,感受性
来源: 南京信息工程大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 气象学
单位: 南京信息工程大学
基金: 国家自然科学基金(批准号:11172143,11472139)
分类号: P421.3
DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000076
总页数: 73
文件大小: 1582K
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