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不稳定分层大气边界层中沙尘暴的无黏模型研究
1
作者
谢晨月
熊向明
+1 位作者
陶建军
刘炽杭
《气体物理》
2023年第4期63-72,共10页
实验观测表明,沙尘暴发生之前的大气边界层常常是不稳定分层的。沙尘暴可被视为处于超高Reynolds数的颗粒两相湍流异重流。为了研究异重流坍塌阶段的主控机制,建立了一个无黏模型,发现在重流体或环境流体或两者均存在不稳定密度分层时,...
实验观测表明,沙尘暴发生之前的大气边界层常常是不稳定分层的。沙尘暴可被视为处于超高Reynolds数的颗粒两相湍流异重流。为了研究异重流坍塌阶段的主控机制,建立了一个无黏模型,发现在重流体或环境流体或两者均存在不稳定密度分层时,表征异重流头部速度的Froude数都会变小。对不同的开闸高度和不稳定分层情况的开闸式异重流进行了数值模拟。尽管在密度界面存在混合,但是模拟所得的头部速度与高度关系同无黏模型的预测相符。另外,野外观测到的沙尘暴头部速度增量同该模型的预测基本一致,显示在该类高Reynolds数湍流中无黏机制的贡献不容忽视。
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关键词
异重流
无黏模型
不稳定分层
沙尘暴
头部速度
Froude数
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职称材料
题名
不稳定分层大气边界层中沙尘暴的无黏模型研究
1
作者
谢晨月
熊向明
陶建军
刘炽杭
机构
北京大学工学院力学与工程科学系湍流与复杂系统国家重点实验室
出处
《气体物理》
2023年第4期63-72,共10页
基金
国家自然科学基金(91752203,11490553)。
文摘
实验观测表明,沙尘暴发生之前的大气边界层常常是不稳定分层的。沙尘暴可被视为处于超高Reynolds数的颗粒两相湍流异重流。为了研究异重流坍塌阶段的主控机制,建立了一个无黏模型,发现在重流体或环境流体或两者均存在不稳定密度分层时,表征异重流头部速度的Froude数都会变小。对不同的开闸高度和不稳定分层情况的开闸式异重流进行了数值模拟。尽管在密度界面存在混合,但是模拟所得的头部速度与高度关系同无黏模型的预测相符。另外,野外观测到的沙尘暴头部速度增量同该模型的预测基本一致,显示在该类高Reynolds数湍流中无黏机制的贡献不容忽视。
关键词
异重流
无黏模型
不稳定分层
沙尘暴
头部速度
Froude数
Keywords
gravity current
inviscid model
unstable stratification
sandstorm
front speed
Froude number
分类号
O359.1 [理学—流体力学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不稳定分层大气边界层中沙尘暴的无黏模型研究
谢晨月
熊向明
陶建军
刘炽杭
《气体物理》
2023
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