对流传输论文_张君霞,黄倩,田文寿,郭振海,田红瑛

导读:本文包含了对流传输论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:湍流,边界层,沙尘,浪涌,大气,通量,高度。

对流传输论文文献综述

张君霞,黄倩,田文寿,郭振海,田红瑛[1](2018)在《对流冷池对黑风暴沙尘抬升和传输影响的大涡模拟研究》一文中研究指出利用"西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验"加密观测期间敦煌站的温度探空廓线作为大涡模式的初始场,通过在模式中设置冷源的方法,模拟研究对流冷池中的湍流结构特征,以及冷池头部和尾部的湍流对沙尘抬升和垂直传输的影响;进一步通过改变冷源冷却率和冷源半径大小的敏感性试验,探究冷源强度和尺度变化对对流冷池内湍流结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。研究表明:(1)模式模拟的对流冷池结构特征与观测结果较为一致,冷池的头部为较大的湍流涡旋,尾部是受头部下沉气流的阻挡和风切变共同作用形成的湍流涡旋,强度和尺度较小,且距离头部越远,尾部湍流强度也越弱。(2)冷池头部涡旋引起的沙尘抬升潜势较尾部的大,冷池密度流抬升的沙尘大部分在冷池内混合,仅少部分扩散到冷池外,头部的沙尘绝对浓度约是尾部的两倍。(3)增大模式冷源冷却率和冷源尺度,冷池密度流强度增强,头部涡旋移动速度增大,产生的沙尘抬升潜势也增大,沙尘可被冷池内增强的湍流涡旋传输到较高的高度,但由于冷池与环境大气的夹卷作用也增强,冷池消散也较快。(本文来源于《高原气象》期刊2018年03期)

张君霞[2](2018)在《对流冷池对黑风暴沙尘抬升和传输影响的大涡模拟研究》一文中研究指出利用2000年5-6月在甘肃敦煌进行的“西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验”加密观测期间的探空资料作为大涡模式(LEM)的初始场,通过在模式中设置冷源的方法,模拟研究了静风场和环境风场中对流冷池的湍流结构特征,以及冷池对沙尘抬升和垂直传输的影响,通过一系列敏感性试验,探究冷源强度和尺度以及垂直环境风切变(后文统一称为风切变)对对流冷池结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。得到以下几点主要结论:(1)利用2000年6月3日16时的位温廓线作为模式的初始场,模拟研究静风场中对流冷池的湍流结构特征,以及冷池头部和尾部的湍流对沙尘抬升和垂直传输的影响;进一步通过改变冷源冷却率和冷源半径大小的敏感性试验,探究冷源强度和尺度对对流冷池内湍流结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。模拟研究表明,模式模拟的对流冷池结构特征与观测结果较为一致,冷池的头部为较大的湍流涡旋,尾部湍流涡旋是在头部涡旋下沉气流阻挡以及垂直风切变的共同作用下形成的,其强度和尺度均较小,且距离头部越远,尾部湍流强度也越弱。随着冷池的移动,冷池头部湍流涡旋的强度减弱,高度降低,尾部湍流涡旋的高度略有增高。冷池头部湍流涡旋引起的沙尘抬升潜势较尾部的大,冷池抬升的沙尘大部分在冷池内混合,头部的沙尘绝对浓度约是尾部的2倍,沙尘在头部的传输高度约是尾部的3倍。冷池尾部的沙尘被限制在较低的高度(约500 m)。冷池向外辐散过程中,冷池头部沙尘传输高度和沙尘绝对浓度均减小,冷池头部和尾部总体沙尘抬升潜势也减小。增大模式冷源冷却率和冷源尺度,冷池强度增强,头部湍流涡旋移动速度增大,产生的沙尘抬升潜势也增大,沙尘可被冷池内增强的湍流传输到较高的高度,但由于冷池与环境大气之间的夹卷作用也增强,冷池消散也较快。(2)利用2000年6月3日16时的位温廓线和风速廓线作为模式的初始场,模拟环境风场中对流冷池的湍流结构特征,通过风切变的敏感性试验,探究风切变对对流冷池湍流结构及其沙尘抬升等特征的影响。模拟得到环境风场中仍可清晰地分辨出冷池的头部和尾部,且冷池头部和尾部的湍流涡旋引起的沙尘的垂直输送形式与静风场中冷池的情形也类似,但环境风场中的冷池在水平方向上不再对称。在冷池向外辐散的过程中,因环境风场的影响,冷池头部沿顺风方向的移动速度最快,静风场的次之,逆风方向最小;冷池头部沿逆风方向的移动速度随时间减小最快,静风场的次之,顺风方向最小。顺风方向的冷池头部湍流涡旋比静风场冷池头部湍流涡旋的高度高,强度大,逆风方向冷池头部湍流涡旋的强度与静风场中冷池的相当,高度也较高,而且头部湍流涡旋向顺风方向略有倾斜。沿顺风方向冷池尾部区域更宽,尾部湍流的强度和湍流涡旋发展的高度均略大于静风场中冷池尾部湍流的;对流冷池与环境大气之间较强的混合和夹卷作用使冷池增温较快。逆风方向冷池向外辐散较慢,冷池尾部区域宽度小,大量冷空气在有限范围内堆积,使冷池尾部位温低于顺风方向和静风场中冷池尾部的位温,湍流涡旋也较顺风方向的弱。顺风方向冷池引起的沙尘抬升最大,静风场冷池的次之,逆风方向冷池的最小,这一特点在冷池密度流向外辐散的后期更明显。环境风场使沿顺风方向辐散的冷池内部冷空气在水平方向和垂直方向上加速扩散,同时使近地面水平风速随时间减小较慢,沙尘抬升潜势和沙尘柱总绝对浓度减小也较慢,逆风方向则相反。随着冷池的发展,环境风场对冷池的影响变大。(3)风切变试验表明,增大风切变,顺风方向冷池头部的移动速度增大,冷池内部位温升高较快,最大水平风速增大,逆风方向则相反,且风切变较大时,逆风方向冷池头部移动速度减小较快。顺风方向:增大风切变,冷池头部湍流涡旋强度变化不明显,高度明显增加,但可能由于冷池与环境大气之间存在较强的湍流混合和夹卷作用,冷池头部的高度随模拟时间的增加降低较快。在冷池向外辐散的初期,风切变较小(Ug<15 m/s)时尾部次级浪涌涡旋强度较强,风切变较大(Ug>15 m/s)时,尾部次级浪涌湍流涡旋较弱,高度也较低,尾部湍流涡旋排列较有组织性;随着模拟时间的增加,尾部次级浪涌涡旋的强度和高度随风切变增大而增大,尾部涡旋排列组织性更好。逆风方向:增大风切变,冷池头部湍流涡旋高度变化不明显,强度减弱,头部湍流涡旋的高度随时间减小较快,头部向顺风方向倾斜明显;尾部次级浪涌涡旋强度变化不明显,高度降低,风切变较大时,次级浪涌涡旋向顺风方向倾斜更明显。冷池头部和尾部的沙尘垂直传输高度与湍流涡旋的高度具有相同的变化特征,逆风方向冷池头部向顺风方向倾斜,尾部次级浪涌沙尘传输高度随风切变的增大而降低。增大风切变,顺风方向冷池头部和尾部引起的沙尘抬升潜势增大,且头部和尾部抬升潜势随时间减小较慢,逆风方向则相反。环境风场不为零的试验中的冷池的总体抬升潜势均大于静风场中冷池的总体沙尘抬升潜势,顺风方向的抬升潜势大于逆风方向的。(本文来源于《兰州大学》期刊2018-05-01)

鄢博[3](2017)在《水平热对流热传输及温度剖面的实验测量》一文中研究指出本文直接测量了水平热对流中的热传输以及温度剖面。水平热对流装置是一个长方体容器,它内腔长为1 m,长(L):宽(W):高(H)= 10:1:1。边长为10 cm的方形加热铜板以及冷却铜板分别固定在水平热对流装置内腔底基的两端。本实验控制加热铜板和冷却铜板与流体接触的表面温度恒定均匀,然后,这种加热冷却形成的恒定温差驱动整个水平热对流。除了加热及冷却铜板和流体接触的边界,其它边界尽量控制为绝热边界条件。整个系统通过使用去离子和去气体的水,同样维持主体区温度为35℃,获得整个实验的参数空间范围Pr = 4.8,以及6×1010≤Ra≤1012。在整个水平热对流实验系统中,本文通过测量流过加热铜板的热流密度来获取整个水平热对流的无量纲换热系数Nu,研究Nu随Ra数的标度律关系。实验结果表明Nu数随Ra数1/4的指数率关系,这个结果超出了 Rossby在层流水平热对流得到的1/5指数率关系,然而与最近直接数值模拟的结果一致。为了提供对1/4指数率区水平热对流热传输更加详细的描述,本文测量并分析了温度的统计信息以及温度剖面。在热羽流主导的区域,实验测量的某一点温度的功率谱,在0.01 Hz到0.1 Hz范围内,符合-1.4的指数率关系,这与Rayleigh-Benard对流中Bolgiano尺度率一致。加热板上方的平均温度剖面表现出叁个主要的特征:线性区,集中最小区,平滑区。这叁个特征是在水平热对流中第一次通过实验精确划分出来的。本文也讨论了水平热对流热边界层内外温度和温度对时间偏导的概率密度分布的变化。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01)

师玮,刘少博,张华峰[4](2017)在《基于水渗流和热对流传导耦合模型的冻土热量传输》一文中研究指出冻土作为气候系统的一部分,是气候变化的重要指示因子。冻土的冻融过程,对地-气间的能量-水分传输、植被的生长状况和碳循环等具有重要的影响。采用数值模拟方法,分析了冻土冻融过程中伴随的热量传输,直观地呈现了能量和渗水在土壤中的传输过程。通过冻土热传导模型和流体流动模型耦合,采用有限元素法Comsol Multiphysics多物理场耦合软件系统,实现了速度与温度协同响应及对冻土冻融过程影响的模拟。模拟结果直观反映了在理想条件下,冻土冻融过程中温度场与速度场的变化:一方面,在土壤冻融过程中,温度场和速度场是相互作用的,并且其变化对土壤冻融过程起着至关重要的作用;另一方面,比较冻土的冻结过程与融化过程,冻结过程更难于发生且需要更加苛刻的条件。为此,可以间接地认为,永久冻土一旦退化便很难恢复,并且也将进一步加速环境的改变,从而形成恶性循环。(本文来源于《干旱区研究》期刊2017年02期)

李白,李晓阳[5](2016)在《生理参数条件下传输性负载对流固耦合管道流场的影响》一文中研究指出为了揭示人体血管中流体-固体-负载之间的耦合关系,通过理论推导和双向流固耦合的方法,建立了一个完备的人体血液循环系统模型,推导了血压振幅的理论解.改变出口条件和管壁弹性模量,共计算了8个算例.模型成功模拟了压力波传播的现象,压力与生理实际符合.结果表明:人体生理循环系统中血压的振幅由压力波传播性质决定,血管内压力的模拟结果与理论解相互吻合,负载在流固耦合系统中会产生二次压力波,压力波和负载为血管的力学模型中需要考虑的2个重要因素.(本文来源于《北京工业大学学报》期刊2016年05期)

王蓉,黄倩,田文寿,张强,张健恺[6](2015)在《边界层对流对示踪物抬升和传输影响的大涡模拟研究》一文中研究指出利用"西北干旱区陆气相互作用野外观测实验"加密观测期间敦煌站的实测资料以及大涡模式,通过一系列改变地表热通量和风切变的敏感性数值试验,分析了地表热通量和风切变对边界层对流的强度、形式,以及对对流边界层结构和发展的影响。模拟结果显示风切变一定,增大地表热通量时,由于近地层湍流运动增强,向上输送的热量也较多,使对流边界层变暖增厚,而且边界层对流的强度明显增强,对流泡发展的高度也较高。当地表热通量一定,增大风切变时,由于风切变使夹卷作用增强,将逆温层中的暖空气向下卷入混合层中,使对流边界层增暖增厚,但是对流泡容易破碎,对流的强度也较弱。另外通过在模式近地层释放绝对浓度为100的被动示踪物方法,用最小二乘法定量地分析了地表热通量和风切变分别与示踪物抬升效率和传输高度的关系。分析结果表明,风切变小于10.5×10-3 s-1时,增大地表热通量加强了上层动量的下传,使示踪物的抬升效率也线性增大;地表热通量小于462.5 W/m2时,增大风切变减弱了边界层对流的强度,从而使示踪物的抬升效率减弱。当风切变一定时,示踪物的平均传输高度随地表热通量增加而增大,而地表热通量一定,只有风切变大于临界值时,示踪物平均传输高度才随风切变的增加而增大,而临界风速的大小由地表热通量决定。(本文来源于《第32届中国气象学会年会S10 大气物理学与大气环境》期刊2015-10-14)

高铎瑞,谢小平,胡辉,付强,汪伟[7](2015)在《基于热风对流式湍流模拟装置的激光传输特性研究》一文中研究指出为了更准确、直观地分析大气湍流对激光束传输特性的影响,开展基于室内湍流模拟装置的激光大气传输实验。热风对流式湍流模拟池具有惯性区域宽、可控性好、重复性高等优势,十分适合激光传输特性的室内实验研究。设计了应用QD测量到达角起伏的室内实验系统及方案,对比了传输光束直径为15mm和30mm时的到达角起伏,研究结果表明:宽光束传输可有效较小光斑质心的抖动幅度和方差,说明宽光束传输对到达角起伏有一定的抑制作用;宽光束传输使到达角起伏频谱整体向低频方向移动;到达角起伏的空间二维分布近似服从瑞利分布。对比了不同波长光束通过湍流池后的闪烁方差,结果表明:长波受湍流的影响较短波弱,且湍流越强效果越明显。(本文来源于《国防光电子论坛空间光信息与组网技术及应用研讨会论文集》期刊2015-07-20)

王蓉,黄倩,田文寿,张强,张健恺[8](2015)在《边界层对流对示踪物抬升和传输影响的大涡模拟研究》一文中研究指出利用"西北干旱区陆气相互作用野外观测实验"加密观测期间敦煌站的实测资料以及大涡模式,通过一系列改变地表热通量和风切变的敏感性数值试验,分析了地表热通量和风切变对边界层对流的强度、形式,以及对对流边界层结构和发展的影响。模拟结果显示风切变一定,增大地表热通量时,由于近地层湍流运动增强,向上输送的热量也较多,使对流边界层变暖增厚,而且边界层对流的强度明显增强,对流泡发展的高度也较高。当地表热通量一定,增大风切变时,由于风切变使夹卷作用增强,将逆温层中的暖空气向下卷入混合层中,使对流边界层增暖增厚,但是对流泡容易破碎,对流的强度也较弱。另外通过在模式近地层释放绝对浓度为100的被动示踪物方法,用最小二乘法定量地分析了地表热通量和风切变分别与示踪物抬升效率和传输高度的关系。分析结果表明,风切变小于10.5×10-3 s-1时,增大地表热通量加强了上层动量的下传,使示踪物的抬升效率也线性增大;地表热通量小于462.5 W m-2时,增大风切变减弱了边界层对流的强度,从而使示踪物的抬升效率减弱。当风切变一定时,示踪物的平均传输高度随地表热通量增加而增大,而地表热通量一定,只有风切变大于临界值时,示踪物平均传输高度才随风切变的增加而增大,而临界风速的大小由地表热通量决定。(本文来源于《大气科学》期刊2015年04期)

王蓉[9](2014)在《干旱区边界层对流及示踪物垂直传输的大涡模拟研究》一文中研究指出我国西北干旱地区是沙尘暴的多发地区,沙尘暴的发生和发展所需要的物质(沙尘)和能量主要是通过大气边界层来输送和运作的,因此对干旱区大气边界层结构和演变特征及边界层对流的研究显得尤为重要。本论文利用“西北干旱区陆-气相互作用野外观测试验”加密观测期间在敦煌站的观测资料和大涡模式(LEM),模拟研究了干旱区夏季超厚边界层的结构及演变特征,模拟的对流边界层平均位温与实测位温探空廓线有较好的一致性。通过一系列敏感性数值试验模拟分析了地表热通量、风切变、初始覆盖逆温强度以及模式分辨率对边界层对流的形式、强度及物理量分布的影响,进一步研究了边界层对流对示踪物抬升和垂直传输的影响,并分别定量地给出了地表热通量和风切变与示踪物抬升效率和传输高度关系的理论模型。所得主要结果和结论如下:(1)利用6月3日07时位温、比湿和风速廓线以及实测地表热通量驱动大涡模式LEM,通过一系列改变地表热通量强度和风切变大小的敏感性数值试验,诊断分析了不同地表热通量和风切变对边界层对流及示踪物抬升和传输的影响。研究结果表明:当风切变一定时,随着地表热通量的增大,由于近地层湍流运动增强,向上输送的热量也较多,对流边界层(CBL)变暖且厚度增大,边界层对流的强度也增强;当地表热通量一定时,随着风切变的增大,夹卷作用增强,将逆温层中的暖空气向下卷入混合层中,CBL也增暖变厚,但是边界层对流的强度有所减弱。用最小二乘法定量地分析了地表热通量和风切变分别与示踪物抬升效率和传输高度的关系。分析结果表明,当风切小于10.5×10-3s-1,增大地表热通量加强了上层动量的下传,使示踪物的抬升效率也线性增大。而当地表热通量小于462.5W/m2时,增大风切变减弱了边界层对流的强度,从而使示踪物的抬升效率减弱。当风切变一定时,示踪物的平均传输高度随地表热通量增加而增大,而地表热通量一定,只有风切变大于临界值时,示踪物平均传输高度才随风切变的增加而增大,而临界风速的大小由地表热通量决定。(2)利用6月3日12时位温、比湿和风速廓线以及实测地表热通量驱动大涡模式LEM,通过改变初始覆盖逆温强度的数值试验,模拟分析了初始覆盖逆温强度对边界层对流及示踪物传输的影响。研究结果表明:覆盖逆温层被边界层对流贯穿之前,初始覆盖逆温强度较小的试验模拟的边界层对流的强度较强,边界层厚度较大,示踪物的传输高度也高。覆盖逆温层一旦被边界层对流贯通,初始覆盖逆温增强的试验模拟的边界层对流强度反而较大,并且有效地使混合层与覆盖逆温层之上的中性层结混合,形成厚度较大的超厚边界层,示踪物也被传输到较高的高度。覆盖逆温层被边界层对流贯穿之前,覆盖逆温强度较弱,边界层顶夹卷作用较强,夹卷层厚度较厚,夹卷层位温方差较大,而且覆盖逆温强度越弱,热泡的上升运动越强,垂直速度方差越大,转化的水平分量也越多,从而水平速度方差也较大。而当覆盖逆温层被边界层对流贯穿后,原来被限制在逆温强度较大且厚度较小的边界层对流发展更旺盛,位温方差、水平和垂直速度方差也都相对较大。另外,通过分析不同高度垂直速度、位温等物理量的概率密度函数分布发现,覆盖逆温层被贯穿之前,越往边界层顶,覆盖逆温较弱的试验模拟的下沉气流较多,且下沉气流的强度较强;并且在边界层顶,由于夹卷作用增强,位温和示踪物浓度的概率密度函数分布更加趋于平缓。覆盖逆温层被贯穿之后,在边界层顶附近,覆盖逆温增强的试验模拟的上升和下沉气流的强度较强,边界层顶的平均位温较大,PDFs分布更平缓。(3)利用6月3日12时的探空廓线对LEM模式初始化,通过改变模式水平分辨率和垂直分辨率的敏感性数值试验,分析了模式水平分辨率对边界层平均结构及演变特征模拟的影响,进一步探讨了模式水平和垂直分辨率对夹卷层结构,以及对示踪物垂直传输的影响。结果表明:模式水平分辨率对边界层平均结构的模拟有较大影响,分辨率较低,模拟的CBL中位温较小,而且位温垂直梯度小于零。这与降低模式水平分辨率,模拟的边界层顶的夹卷作用减弱有关。提高模式分辨率,增强的夹卷作用将上层更多的暖空气向下卷入,使得夹卷层位温方差增大。同时,提高模式水平分辨率,更多小尺度湍涡运动被精确计算,以小尺度湍涡贡献为主的垂直脉动速度方差明显增大。另外,分象限讨论夹卷层热通量垂直分布的结果显示,提高模式水平分辨率,模拟的各象限夹卷热通量都增加,且上升冷气流对夹卷热通量的贡献增加较多。进一步分析夹卷层不同高度垂直速度、位温及示踪物浓度的概率密度函数分布发现,模式水平分辨率较高,模拟的垂直速度和位温的变化范围较大。另外,模式水平分辨率提高,模拟的示踪物垂直传输高度也较高。当模式水平网格距增大到1000m时,模式模拟不出边界层各物理量的水平分布特征。改变模式垂直分辨率对夹卷热通量影响较大,分辨率为30m、20m和10m的试验模拟的夹卷层热通量廓线相似,而垂直分辨率为50m和100m的试验模拟的夹卷层热通量廓线相似,而且提高模式垂直分辨率模拟的上升冷气流对夹卷热通量贡献较大。在本文的研究中,水平分辨率为200m,垂直分辨率大于30m(20m,10m)的试验既能较好地模拟边界层的平均热力结构,又能更精细地模拟出边界层顶的夹卷过程。(本文来源于《兰州大学》期刊2014-05-01)

黄倩,王蓉,田文寿,左洪超,张强[10](2013)在《风切变对对流边界层物理属性及示踪物传输影响的大涡模拟研究》一文中研究指出本文利用"西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验"加密观测期间在敦煌站的观测资料以及大涡模式,模拟了对流边界层的发展,以及示踪物从混合层向残留层传输的时空变化。模拟的对流边界层的结构及演变特征与实测结果基本一致。进一步通过有风切变和无风切变的敏感性数值试验,研究了风切变对垂直速度、位温和示踪物浓度的水平分布以及示踪物传输高度的影响。研究结果表明,在有风切变的试验中(甚至风切变仅存在于近地层中),对流边界层的增长加强,而且示踪物被传输的高度也较高。与浮力驱动的对流边界层相比,由浮力和风切变共同驱动的边界层中上升气流较弱而下沉气流较强,但前者的上升气流与下沉气流的分布在垂直方向上更为倾斜。由于夹卷作用的增强,浮力和风切变共同驱动的对流边界层较浮力驱动的对流边界层暖。在夹卷层,浮力和风切变共同驱动的边界层对流的上升气流和下沉气流都比浮力驱动的边界层对流中的强,而且垂直速度的概率密度函数(PDFs)分布也较对称,其位温和示踪物浓度的PDFs分布也比浮力驱动的边界层中的平直。对湍流动能(TKE)收支的分析也表明风切变对TKE有重要影响,尤其对夹卷层中的TKE切变产生项影响较大。示踪物浓度的PDFs垂直分布显示,浮力驱动的边界层中示踪物浓度随高度变化较小,而浮力和风切变共同驱动的边界层中示踪物浓度随高度递减,但是示踪物传输的高度比较高。(本文来源于《创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S10大气物理学与大气环境》期刊2013-10-22)

对流传输论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

利用2000年5-6月在甘肃敦煌进行的“西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验”加密观测期间的探空资料作为大涡模式(LEM)的初始场,通过在模式中设置冷源的方法,模拟研究了静风场和环境风场中对流冷池的湍流结构特征,以及冷池对沙尘抬升和垂直传输的影响,通过一系列敏感性试验,探究冷源强度和尺度以及垂直环境风切变(后文统一称为风切变)对对流冷池结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。得到以下几点主要结论:(1)利用2000年6月3日16时的位温廓线作为模式的初始场,模拟研究静风场中对流冷池的湍流结构特征,以及冷池头部和尾部的湍流对沙尘抬升和垂直传输的影响;进一步通过改变冷源冷却率和冷源半径大小的敏感性试验,探究冷源强度和尺度对对流冷池内湍流结构、冷池移动速度和沙尘抬升效率等特征的影响。模拟研究表明,模式模拟的对流冷池结构特征与观测结果较为一致,冷池的头部为较大的湍流涡旋,尾部湍流涡旋是在头部涡旋下沉气流阻挡以及垂直风切变的共同作用下形成的,其强度和尺度均较小,且距离头部越远,尾部湍流强度也越弱。随着冷池的移动,冷池头部湍流涡旋的强度减弱,高度降低,尾部湍流涡旋的高度略有增高。冷池头部湍流涡旋引起的沙尘抬升潜势较尾部的大,冷池抬升的沙尘大部分在冷池内混合,头部的沙尘绝对浓度约是尾部的2倍,沙尘在头部的传输高度约是尾部的3倍。冷池尾部的沙尘被限制在较低的高度(约500 m)。冷池向外辐散过程中,冷池头部沙尘传输高度和沙尘绝对浓度均减小,冷池头部和尾部总体沙尘抬升潜势也减小。增大模式冷源冷却率和冷源尺度,冷池强度增强,头部湍流涡旋移动速度增大,产生的沙尘抬升潜势也增大,沙尘可被冷池内增强的湍流传输到较高的高度,但由于冷池与环境大气之间的夹卷作用也增强,冷池消散也较快。(2)利用2000年6月3日16时的位温廓线和风速廓线作为模式的初始场,模拟环境风场中对流冷池的湍流结构特征,通过风切变的敏感性试验,探究风切变对对流冷池湍流结构及其沙尘抬升等特征的影响。模拟得到环境风场中仍可清晰地分辨出冷池的头部和尾部,且冷池头部和尾部的湍流涡旋引起的沙尘的垂直输送形式与静风场中冷池的情形也类似,但环境风场中的冷池在水平方向上不再对称。在冷池向外辐散的过程中,因环境风场的影响,冷池头部沿顺风方向的移动速度最快,静风场的次之,逆风方向最小;冷池头部沿逆风方向的移动速度随时间减小最快,静风场的次之,顺风方向最小。顺风方向的冷池头部湍流涡旋比静风场冷池头部湍流涡旋的高度高,强度大,逆风方向冷池头部湍流涡旋的强度与静风场中冷池的相当,高度也较高,而且头部湍流涡旋向顺风方向略有倾斜。沿顺风方向冷池尾部区域更宽,尾部湍流的强度和湍流涡旋发展的高度均略大于静风场中冷池尾部湍流的;对流冷池与环境大气之间较强的混合和夹卷作用使冷池增温较快。逆风方向冷池向外辐散较慢,冷池尾部区域宽度小,大量冷空气在有限范围内堆积,使冷池尾部位温低于顺风方向和静风场中冷池尾部的位温,湍流涡旋也较顺风方向的弱。顺风方向冷池引起的沙尘抬升最大,静风场冷池的次之,逆风方向冷池的最小,这一特点在冷池密度流向外辐散的后期更明显。环境风场使沿顺风方向辐散的冷池内部冷空气在水平方向和垂直方向上加速扩散,同时使近地面水平风速随时间减小较慢,沙尘抬升潜势和沙尘柱总绝对浓度减小也较慢,逆风方向则相反。随着冷池的发展,环境风场对冷池的影响变大。(3)风切变试验表明,增大风切变,顺风方向冷池头部的移动速度增大,冷池内部位温升高较快,最大水平风速增大,逆风方向则相反,且风切变较大时,逆风方向冷池头部移动速度减小较快。顺风方向:增大风切变,冷池头部湍流涡旋强度变化不明显,高度明显增加,但可能由于冷池与环境大气之间存在较强的湍流混合和夹卷作用,冷池头部的高度随模拟时间的增加降低较快。在冷池向外辐散的初期,风切变较小(Ug<15 m/s)时尾部次级浪涌涡旋强度较强,风切变较大(Ug>15 m/s)时,尾部次级浪涌湍流涡旋较弱,高度也较低,尾部湍流涡旋排列较有组织性;随着模拟时间的增加,尾部次级浪涌涡旋的强度和高度随风切变增大而增大,尾部涡旋排列组织性更好。逆风方向:增大风切变,冷池头部湍流涡旋高度变化不明显,强度减弱,头部湍流涡旋的高度随时间减小较快,头部向顺风方向倾斜明显;尾部次级浪涌涡旋强度变化不明显,高度降低,风切变较大时,次级浪涌涡旋向顺风方向倾斜更明显。冷池头部和尾部的沙尘垂直传输高度与湍流涡旋的高度具有相同的变化特征,逆风方向冷池头部向顺风方向倾斜,尾部次级浪涌沙尘传输高度随风切变的增大而降低。增大风切变,顺风方向冷池头部和尾部引起的沙尘抬升潜势增大,且头部和尾部抬升潜势随时间减小较慢,逆风方向则相反。环境风场不为零的试验中的冷池的总体抬升潜势均大于静风场中冷池的总体沙尘抬升潜势,顺风方向的抬升潜势大于逆风方向的。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

对流传输论文参考文献

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论文知识图

一9壁效应染色实验结果不同区域污染源质线的迭加性2 数值计算温度与实验测量温度的比较垃圾填埋体叁相共存体系316L不锈钢粉末平均冷速与粒度之间的...传感器表面不同空气流速下温度分布

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对流传输论文_张君霞,黄倩,田文寿,郭振海,田红瑛
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