高雷诺数湍流中高阶广义对数律的实验研究

发布时间：2020-05-12 06:16

【摘要】：本文首先采用FLUENT软件,对位于中国巴丹吉林沙漠边缘高度为50m的气象观测塔,定量模拟了处于水平来流流向风速作用下,塔架周围流场的畸变规律。定量模拟结果显示：流向风速在塔架背风区域的畸变与已有野外测量和风洞实验结果良好吻合,由此证实了本文定量模拟结果的可靠性。在此基础上,本文给出了流向风速在塔架迎风区域的畸变规律,指出流向风速在塔架迎风区附近的亏损率随塔架方位角θ基本服从高斯分布,且无论水平来流流向风速多大和距塔架表面多近,在方位角θ=±55°附近均可基本忽略塔架对来流风速的影响。同时,详细揭示出展向的塔架诱导风速随离塔架表面距离和方位以及水平来流流向风速变化的规律,结果表明：塔架的诱导风速会随着水平来流流向风速的增大而增大,其最大值在展向可达到来流流向风速的15%左右。这些结果为野外观测实验的仪器安装提供了参考。接着,本文利用位于巴丹吉林沙漠东南边缘位置的观测系统采集的野外风场数据,补充分析了高雷诺数情况下的广义对数律及其系数Ap的雷诺数依赖性,并与Meneveau and Marusic (2013)的实验室结果进行了比较。结果表明：在高雷诺数条件下,风场也符合广义对数律,且与低雷诺数情况具有相同的对数形式；对于高阶矩(2p=4,6,8,10),系数Ap随雷诺数的增大而增大,阶数越高,系数Ap随雷诺数增大得越明显；在高雷诺数和中低雷诺数条件下,系数Ap均符合“亚高斯分布”,且该分布形式具有较弱的雷诺数依赖性。
【图文】：

生活中的湍

端流的普遍性体现在~.流流动现象广泛的存在于人们的生活和工作当中，例逡逑如营道运输中的气液体流动，气象运动，船舶周围水的流动和飞机周围空气的流逡逑动，，见图１．１。而严重影响到人们的生产和生活的沙尘暴，其期间的大气表面层逡逑流动更是极高雷诺数（Ｒｅ，＞１０？）端流的典型代表，见图１．２。逡逑ＩＩＩ邋灥逡逑图１．１生活中的n

本文编号：2659793