静止空气中球形雨滴收尾速率及斯托克斯黏性阻力使用条件

文章利用光滑球体空气阻力系数较为准确的Wallis公式,逐步地分析计算出20℃的静止空气中不同半径球形雨滴的收尾速率,并与部分实际测量值进行比较,指出差距的原因.文章又以Wallis公式为标准,估计出在精度要求不是太高的情况下,光滑球体的斯托克斯一次方黏性阻力公式大致适用于R e<0.1的雷诺数区间,其间的相对误差<3.0%.这对20℃的静止空气中雨滴下落时斯托克斯公式始终能够成立的半径要求便是r<1.9×10^(-5)m,可见斯托克斯公式完全不能适用于通常大小的雨滴.文章指出,撰文的目的在于对球形模型下雨滴的收尾速率进行较为精确的计算,以弥补其他某些文献的不足,而所使用的Wallis拟合公式相对最值得信耐.

20℃的静止空气中直径5 mm的雨滴的自由下落运动研究

文章采用球形雨滴模型,利用空气阻力系数C_(D)的较严格的表达式即Wallis公式,计算出直径5 mm的雨滴在20℃的静止空气中自静止开始自由下落时的v~t图像.文章又在C_(D)统一取作0.44的近似下,解出解析的、普适的v(t)函数,并作出相应的v~t图像.结果显示这两条v~t曲线几乎完全重合,这就意味着近似处理是完全合适的.文章解释了其中的原因,并指出实测极限速率比球形雨滴模型下的理论值小2.00 m/s的原因在于实际雨滴的形状呈现汉堡状,其实际的空气阻力系数经计算约为0.52.文章认为球形雨滴模型从总体上看是比较实用的.

基于北斗信号的降雨信息监测方法

为充分挖掘北斗信号大数据资源的应用价值,拓展其在大气海洋领域的应用方向,重点从理论上研究了利用北斗信号的极化相移监测降雨信息问题。结合北斗信号的频率和极化特征,从极化相移的定义出发,分析了北斗信号经过雨区和降雨粒子相互作用的微物理过程,建立了极化相移与降雨强度之间的数学模型;利用数值模拟方法对该数学模型进行分析得出,北斗信号极化相移对降雨强度具有敏感性,这说明了北斗信号监测降雨强度的可行性;还系统研究了雨滴谱分布、雨区路径长度和卫星仰角等关键因素对极化相移的影响,为后续开展实验验证提出了合理化建议。