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不同边界层参数化方案对一次梅雨锋暴雨过程湍流交换特征模拟的影响

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热带气象学报 2017年第6期33卷 793-811页

作者：沈新勇马铮郭春燕李小凡南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 内蒙古气象服务中心内蒙古呼和浩特010051 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

利用WRF模式结合不同的边界层参数化方案,对2007年7月3—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行多组数值模拟试验。结果发现,边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较显著的影响;在降水率及地面要素的模拟上,各方案在降... 详细信息

利用WRF模式结合不同的边界层参数化方案,对2007年7月3—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行多组数值模拟试验。结果发现,边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较显著的影响;在降水率及地面要素的模拟上,各方案在降水中后期的模拟差异明显大于降水发生阶段;不同边界层方案的选取对于降水时段内的水平风场、垂直运动和假相当位温的垂直分布都产生影响,直接影响降水时空分布的模拟;不同方案都模拟出了在降水发生之后不同于晴空日变化的湍流动能垂直分布,经分析发现与局地较强的垂直风切变和近地面强湍流气团被抬升有关,而浮力项起着耗散作用;各方案的湍流交换特征与湍流动能特征基本吻合,相比于其他方案,MYJ方案在降水区域的湍流动能及湍流交换强度明显偏弱,对热通量的输送也偏弱;GBM方案在边界层内的湍流混合偏弱而在边界层以上湍流混合显著偏强,热通量输送在边界层以上的高度上误差明显,影响了对降水区域气象要素的模拟能力,仍需要进一步改进。

关键词： WRF模式边界层参数化方案梅雨暴雨湍流动能湍流交换

NCAR 大气-地面湍流交换研究(ASTER)装备

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气象科技 1991年第2期19卷 89-93页

作者： J.A.Businger 章育仲美国国家大气研究中心

由国家大气研究中心(NCAR)研制的大气-地面湍流交换研究(ASTER)装备将支持大气近地面层结构的观测研究。ASTER 将提供地面动量、感热和水汽通量的最先进的测量手段,并对示踪化学物质的地面通量测量给予支持。此装备可于1990年春季提交... 详细信息

由国家大气研究中心(NCAR)研制的大气-地面湍流交换研究(ASTER)装备将支持大气近地面层结构的观测研究。ASTER 将提供地面动量、感热和水汽通量的最先进的测量手段,并对示踪化学物质的地面通量测量给予支持。此装备可于1990年春季提交科学界使用。

关键词：湍流交换 ASTER 水汽通量感热近地面层传感器应用动量通量化学物质声学风速表传感器阵列

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非中性条件下湍流交换的研究

北京林业大学学报 1988年第A2期10卷 71-79页

作者：方长明林业资源学院

植物群体与其周围大气间的气体交换受其表面湍流边界层所制约。对非中性条件下的湍流交换,虽由众多的研究者进行了长时间的探索,但未得到一致的普适解,因为每一实验地点都会导入稍微不同的“常数”值(Thom等,1975)。对非中性条件下湍流... 详细信息

植物群体与其周围大气间的气体交换受其表面湍流边界层所制约。对非中性条件下的湍流交换,虽由众多的研究者进行了长时间的探索,但未得到一致的普适解,因为每一实验地点都会导入稍微不同的“常数”值(Thom等,1975)。对非中性条件下湍流交换的机理还很不清楚,推测和解释上分歧甚多。本文试就这方面的研究现状作一介绍和讨论。

关键词：非中性条件湍流交换植物群体气体交换

植物与大气间的湍流交换——新方法介绍研究状况综述

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地理研究 1988年第3期 89-102页

作者：陈镜明中国科学院、国家计划委员会地理研究所

植物与大气之间的湍流交换是地球和大气系统中能量和物质循环的一个重要环节,也是土壤-植物-大气系统的重要研究内容之一。揭示这一交换环节的物理机制,了解地气系统中能量、水分和C等物质的运动和转换规律,对于农业生产、数值气象预报... 详细信息

植物与大气之间的湍流交换是地球和大气系统中能量和物质循环的一个重要环节,也是土壤-植物-大气系统的重要研究内容之一。揭示这一交换环节的物理机制,了解地气系统中能量、水分和C等物质的运动和转换规律,对于农业生产、数值气象预报,环境生态和气候变化等研究工作有诸多方面的意义,是地学界所共同关心的问题。近十年来,植物与大气之间相互作用的研究有了许多重要进展,传统的局地湍流交换模式的局限性已逐渐被认识,一些新的方法在这一领域中出现,其中高阶闭合模式和流轨模式是比较重要的探索途径。本文

关键词：方程式闭合模式方程马尔可夫链二阶矩湍流交换协方差扩散理论扩散模式物理量植物

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关于总结大气中近地总湍流交换的基本规律性

气象学报 1959年第1期 114-118页

作者：苏從先中国科学院地球物理研究所

讨论的结果证明:近地面层中确实存在着决定湍流作用的普遍的统一的函数,这函数即为由 O6yxoB-MoHHH 所得的 K=nv*z[1-αRi)1/4;其它任何形式都不足以反映出这种普遍的基本规律性来。

关键词：湍流交换色散函数所得湍流能量涡动动能基本规律性

城市近地层湍流交换特征的观测研究和城市群区域非均匀大气边界层影响局地天气的模拟研究

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城市近地层湍流交换特征的观测研究和城市群区域非均匀大气边界层...

关于大气层結对于近地面层中湍流交換的影响問題

第33届中国气象学会年会

作者：孙鉴泞刘红年张宁彭珍赵文静邹钧刘鹏沈历都杨健博张宏昇宋宇蔡旭晖袁仁民南京大学大气科学学院北京大学物理学院大气与海洋科学系北京大学环境科学学院中国科技大学地球与空间科学学院

利用城区铁塔观测资料分析城市近地层湍流交换特征,分析结果表明:城市粗糙子层中气流的拖曳系数随不稳定度的增加而减小,与相似理论的描述不同,说明城市冠层使得城市近地层气流的动力热力学特征与平坦下垫面之上的气流不同;发现城市粗... 详细信息

利用城区铁塔观测资料分析城市近地层湍流交换特征,分析结果表明:城市粗糙子层中气流的拖曳系数随不稳定度的增加而减小,与相似理论的描述不同,说明城市冠层使得城市近地层气流的动力热力学特征与平坦下垫面之上的气流不同;发现城市粗糙子层中动量通量-梯度关系满足局地相似理论,但相似关系中的系数随高度变化,逐渐趋近经典相似关系的数值,据此提出了一个判定粗糙子层厚度的客观判据;城市粗糙子层中不仅动量通量随高度增加,感热通量也随高度增加,说明以往的观测可能存在对感热的偏低估计;同时发现反照率随高度减小,潜热通量随高度增加,城市地表能量平衡关系随高度变化,说明观测高度较低时采用余差法估算的人为热可能存在过高估计;观测资料对单层城市冠层模式的检验表明模拟结果对冠层的热参数很敏感,模式自带参数的不确定性可能是导致模拟误差的重要原因,需要对相关参数进行本地化修正。理想条件下的数值模拟结果表明:二维地表热力非均匀激发出次级环流,背景风场的存在有利于次级环流的生成和发展,在边界层发展过程中,当边界层大涡的尺度大于次级环流尺度时,次级环流溃散,当边界层大涡的尺度小于次级环流尺度时,次级环流始终维持;当多个城市呈带状分布且其走向与风向平行时,所激发出的侧向次级环流形成辐合带,其对水汽的输送作用使得边界层顶部水汽聚集,增加了成云和降水的几率;临海城市热岛环流与海风环流之间存在明显的相互作用,可以激发强烈的局地有组织上升运动。对长江三角洲的实况模拟表明,受城市热岛和海风环流的共同影响,上午上海地区边界层高度高于苏锡常地区,下午边界层高度自上海向南京呈倾斜分布,越往内陆边界层高度越高;城市带状分布激发的次级环流使得长三角地区形成辐合带,次级环流强度在傍晚18:00达到最大,降水从午后开始增加,并在18:00达到最大;长三角地区的城市群效应导致了区域大气边界层的非均匀性,通过边界层过程形成有组织上升运动,改变了水汽的输送与分布,在上升运动区造成云和降水的增加。

关键词：湍流交换带状分布次级环流非均匀大气边界层城市群

来源： cnki会议评论

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气象学报 1963年第4期 435-448页

作者：苏从先中国科学院兰州地球物理研究所

本文第一部分运用相似理論和因次分析对层結大气近地面层中湍流交換的問題作了分析,获得了与作者过去根据湍流能量平衡方程所得到的結果一致.第二部分根据新近国外发表的直接測量资料确定了普遍函数中的經驗系数D的大小;还确立了强迫对... 详细信息

本文第一部分运用相似理論和因次分析对层結大气近地面层中湍流交換的問題作了分析,获得了与作者过去根据湍流能量平衡方程所得到的結果一致.第二部分根据新近国外发表的直接測量资料确定了普遍函数中的經驗系数D的大小;还确立了强迫对流向自由对流状态的过渡,与Priestley所指出的不同,它具有极平緩的性貭,計算結果与观測事实符合.在稳定情况下則沒有类似过渡发生.第三部分根据因次分析构成了特征尺度LRi,并建立了以LRi为特征尺度的湍流交換的模式.討論結果表明,采用这一模式比前一模式合理一些,而且实用上更为方便。

关键词：近地面层湍流交换地表层对流层近地层自由对流自然对流因次分析量纲分析特征尺度大气层流体层能量平衡方程常数数学函数无因次量

基于中心分级燃烧室的冷态湍流质量交换大涡模拟

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航空动力学报 2023年

作者：肖周世冀肖为曹俊陶焰明中国航发湖南动力机械研究所燃烧室研究部

为研究中心分级燃烧室级间湍流脉动质量交换特性，对9种旋流器及压损组合方式下的中心分级燃烧室进行了冷态大涡模拟（Large Eddy Simulation）及部分PIV（Particle Image Velocimetry）光学试验验证，提出了一种新湍流交换量化方法并... 详细信息

为研究中心分级燃烧室级间湍流脉动质量交换特性，对9种旋流器及压损组合方式下的中心分级燃烧室进行了冷态大涡模拟（Large Eddy Simulation）及部分PIV（Particle Image Velocimetry）光学试验验证，提出了一种新湍流交换量化方法并获得了9种组合方式下湍流交换现象的变化规律。研究结果表明：旋流器布置不变时湍流交换强度近似与燃烧室进口流量成正比例关系；与此同时，旋流器非同旋向布置将导致各级旋流器出流之间的关系由协同转变为拮抗，增大的级间动量耗散导致中心回流区难以继续在主燃级一级旋流器出流压迫下保持稳定形态，最终导致中心回流区向头部方向收缩，并大幅降低其中心回流区的湍流交换强度，当值班级二级旋流器反旋时，降幅达70%左右；在细长形态回流区中，湍流交换最强烈的区域位于回流区的中间位置。

关键词：航空发动机中心分级燃烧室大涡模拟湍流交换粒子成像测速仪

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中心分级低污染燃烧室贫油熄火模型

航空动力学报 2023年第5期38卷 1038-1046页

作者：肖为中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了准确掌握中心分级燃烧室火焰稳定边界的影响因素,建立中心分级燃烧室贫油熄火边界预测模型,对中心分级燃烧室的熄火过程进行了试验与理论研究。研究获取了燃烧室结构、雾化和工况参数对燃烧室贫油熄火边界的影响规律,建立并验证了... 详细信息

为了准确掌握中心分级燃烧室火焰稳定边界的影响因素,建立中心分级燃烧室贫油熄火边界预测模型,对中心分级燃烧室的熄火过程进行了试验与理论研究。研究获取了燃烧室结构、雾化和工况参数对燃烧室贫油熄火边界的影响规律,建立并验证了中心分级燃烧室熄火半经验预测模型。结果表明:相比反向涡流器,同向涡流器下游具有更大的回流区、更低的回流速度和更长的停留时间,从而减弱了主燃级与值班级之间的湍流交换,导致同向旋流火焰的贫油熄火性能明显优于反向旋流火焰的熄火性能。中心分级燃烧室熄火边界预测模型对单头部和全环燃烧室熄火性能预测的最大误差为20%,满足燃烧室工程设计需要。

关键词：中心分级低污染燃烧室贫油熄火湍流交换