1) PBL climate
边界层气候
1.
The PBL climate characteristics over inhomogeneous underlying surface in North China forsummer is studied by using the modified Nickerson′s model.
用修改的 Nickerson 等提出的中尺度模式,对我国北方夏季非均一下垫面上的边界层气候特征进行了研究。
2) atmospheric boundary layer
大气边界层
1.
Wind engineering and atmospheric boundary layer wind tunnel;
风工程学与大气边界层风洞
2.
Discussion on the simulation of atmospheric boundary layer with spires and roughness elements in wind tunnels;
关于风洞中用尖劈和粗糙元模拟大气边界层的讨论
3.
Study on the characteristics of atmospheric boundary layer by Mie scattering lidar over Chengdu;
Mie散射激光雷达研究成都地区大气边界层结构
3) boundary layer
大气边界层
1.
A high-accuracy rotational Raman lidar system has been designed for daytime temperature profiling of atmospheric boundary layer.
设计了一个转动拉曼激光雷达系统,对大气边界层温度进行全天候高精度测量。
4) air flow boundary layer
气流边界层
5) atmosphere boundary layer
大气边界层
1.
The experiments were conducted in an atmosphere boundary layer wind tunnel in Fudan University, and the flow field was simulated as terrain C in Chinese code.
本文研究了在大气边界层气流中同轴双方柱气动力载荷的相互干扰,讨论了这种干扰与风向角和间距比之间的关系。
2.
More attention should be paid in the data collecting and processing when the calibration of atmosphere boundary layer flow field was conducted .
动态风荷载测试数据的可靠性依赖于大气边界层流场的正确模拟。
6) ABL
大气边界层
1.
NONHYDROSTRATIC NUMERICAL SIMULATION OF ABL EVOLUTION PROCESS OVER MICROSCALE DEEP CONCAVE TERRAIN;
小尺度深凹地形大气边界层流场演变过程的非静力数值模拟研究
2.
Using new lidar data and a comprehensive model system through idealized numerical experiments, it was investigated that the interaction between urban aerosol radiative effect and atmospheric boundary layer (ABL) in the typical winter weather condition of Lanzhou over complex terrain.
本文采用新型激光雷达气溶胶探测资料和综合数值模式,以复杂地形的兰州市及周边地区冬季典型天气形势下的大气边界层为研究对象,通过理想试验研究了城市气溶胶辐射效应与大气边界层的相互作用问题。
3.
Using new lidar data and a comprehensive model system through numerical experiments, the paper discusses the interaction between dust aerosol longwave radiative effect and atmospheric boundary layer (ABL) in the summer floating dust weather condition of Lanzhou over complex terrain.
本文采用新型激光雷达沙尘气溶胶的探测资料和综合数值模式,以复杂地形的兰州市及周边地区夏季的一次浮尘天气形势下的大气边界层为研究对象,通过数值试验研究了沙尘气溶胶长波辐射效应与大气边界层的相互作用问题。
补充资料:边界层方程数值解法
边界层理论是德国L.普朗特在20世纪初建立起来的。当流体流经物体表面时,靠近壁面边界很薄的一层,粘性效应很重要。利用粘性边界层很薄的特点,可以把流体力学运动方程(即纳维-斯托克斯方程)中量级较小的各项忽略掉,简化成为边界层方程。边界层理论为粘性流体力学的应用开辟了广阔的道路,在近代力学中起着重要的作用。
以平面问题为例:定常二维不可压缩流的边界层方程组,由一个连续性方程和两个动量方程组成,即
式中u、v为沿着x、y方向上的速度分量;p、ρ和v分别表示压力、密度和运动粘性系数。边界条件要求在不渗透的固体表面上,两个速度分量为零。在边界层外缘,u渐近地等于外缘速度ue(x),所以有:
(2)另外,还要给定压力梯度дp/дx。由于式(1c)中的压力p只是x的函数,它与外缘速度之间的关系为:
。方程组(1)是非线性偏微分方程组,求解很困难,一般需用数值方法,这里主要介绍相似性解法和差分解法。
相似性解法 其要点是引进无量纲相似参数,将偏微分方程转换成常微分方程,然后再用数值方法求解。德国Н.布拉西乌斯在1907年首次用此法解压力为常数的平板绕流问题。在连续性方程中引进流函数Ψ,即u=дΨ/дy,v=-дΨ/дx,并定义一个相似参数同时令f(η) 为无量纲的流函数。速度分量u、v及其导数дu/дy和д2u/дy2均可以从Ψ 求出,而且都可以用函数 f(η)及其高阶导数表示。最后,原方程组(1)变成一个三阶常微分方程:
f冺+ff″=0,
(3)对应于边界条件(2), 要求f(0)=f′(0)=0,f′(∞)=1。这是两点边值问题。一般的作法是先假设f″(0)=α, 从η=0的地方对方程(3)进行数值积分。当η→∞时,要求f′(η)→1。如果条件不能满足,必须更改 α的初值,反复迭代到满足 f′(∞)=1的条件为止。但通过变数的转换,也可将这个两点边值问题换成初值问题,求解时不需要反复迭代。令ζ=α1/3η,α仍然代表f″(0);再令f(η)=α1/3F(ζ),则f′(η)=α2/3F′(ζ),f″(η)=αF″(ζ),f冺(η)=α4/3F冺(ζ)。代入方程式(3),得到一个同样形式的方程:
F冺(ζ)+F(ζ)F″(ζ)=0,(4)
但边界条件有些不同,变成F(0)=F′(0)=0,F″(0)=1三个初始条件,正好用数值积分直接求F(ζ),而后利用f′(∞)=1=α2/3F′(∞)求α,即
(5)方程(4)的具体解法, 是把它改为三个一阶常微分方程,令F的一阶导数为G,二阶导数为H,则有:
F′=G,G′=H,H′+FH=0,
(6)
F、G、H为三个未知变数,相应的初始条件为:F(0)=0,G(0)=0,H(0)=1。这组一阶常微分方程可用一般的数值积分法求解。
差分解法 这种解法是将微分算符近似地用差商代替,把微分方程改为差分方程然后再求解。在有压力梯度的流动中,相似条件不能满足。用前面相同的坐标变换,即但此处应令由于相似性假设不适用,流函数f是ξ、η的函数。通过坐标转换,方程(1b)变为: ,
(7)式中 f′、f″、f冺 均为 η 的导数;f 为 ξ 的导数;为压力梯度参数。差分-微分方程是将上式的 ξ导数项改用差分形式,而在η方向仍保持微分形式。这样,方程(7)变成在 η 方向上的常微分方程,具有在η=0,η=∞的两点边界条件,可用迭代法求解。近来,人们直接将边界层方程的所有偏导数均用差分表示。这类差分法的格式很多(见有限差分方法),现以凯勒的差分格式为例。 此法首先将原方程〔如方程(7)〕改写成几个一阶偏微分方程组,而后将所有一阶导数均用中心差分,给出具有二阶精度的差分方法。现将 f(ξ,η)对 η的一阶导数用 g(ξ,η)表示,二阶导数用h(ξ,η)表示。方程(7)可改为:
(8a)
。 (8b)上两式均在点上取值,它们的差分方程为:
(9a)
(9b)方程(8b)则在点上取值,如
在这些式子中,还有一些非线性项,如g卾,(fh)i+1,须进行线性化,如果把gi+1和gi的差值看作小量,并忽略小量二阶以上的项,即得出线性化关系式:
将以上各式代入(8b),即可得出在i+1截面上的线性差分方程。连同(9a)和(9b)一起,并结合相应的边界条件,便可联立求解三个未知量f、g和h。从f即可求流函数Ψ,从而可计算出两个速度分量u和v。
以平面问题为例:定常二维不可压缩流的边界层方程组,由一个连续性方程和两个动量方程组成,即
式中u、v为沿着x、y方向上的速度分量;p、ρ和v分别表示压力、密度和运动粘性系数。边界条件要求在不渗透的固体表面上,两个速度分量为零。在边界层外缘,u渐近地等于外缘速度ue(x),所以有:
(2)另外,还要给定压力梯度дp/дx。由于式(1c)中的压力p只是x的函数,它与外缘速度之间的关系为:
。方程组(1)是非线性偏微分方程组,求解很困难,一般需用数值方法,这里主要介绍相似性解法和差分解法。
相似性解法 其要点是引进无量纲相似参数,将偏微分方程转换成常微分方程,然后再用数值方法求解。德国Н.布拉西乌斯在1907年首次用此法解压力为常数的平板绕流问题。在连续性方程中引进流函数Ψ,即u=дΨ/дy,v=-дΨ/дx,并定义一个相似参数同时令f(η) 为无量纲的流函数。速度分量u、v及其导数дu/дy和д2u/дy2均可以从Ψ 求出,而且都可以用函数 f(η)及其高阶导数表示。最后,原方程组(1)变成一个三阶常微分方程:
f冺+ff″=0,
(3)对应于边界条件(2), 要求f(0)=f′(0)=0,f′(∞)=1。这是两点边值问题。一般的作法是先假设f″(0)=α, 从η=0的地方对方程(3)进行数值积分。当η→∞时,要求f′(η)→1。如果条件不能满足,必须更改 α的初值,反复迭代到满足 f′(∞)=1的条件为止。但通过变数的转换,也可将这个两点边值问题换成初值问题,求解时不需要反复迭代。令ζ=α1/3η,α仍然代表f″(0);再令f(η)=α1/3F(ζ),则f′(η)=α2/3F′(ζ),f″(η)=αF″(ζ),f冺(η)=α4/3F冺(ζ)。代入方程式(3),得到一个同样形式的方程:
F冺(ζ)+F(ζ)F″(ζ)=0,(4)
但边界条件有些不同,变成F(0)=F′(0)=0,F″(0)=1三个初始条件,正好用数值积分直接求F(ζ),而后利用f′(∞)=1=α2/3F′(∞)求α,即
(5)方程(4)的具体解法, 是把它改为三个一阶常微分方程,令F的一阶导数为G,二阶导数为H,则有:
F′=G,G′=H,H′+FH=0,
(6)
F、G、H为三个未知变数,相应的初始条件为:F(0)=0,G(0)=0,H(0)=1。这组一阶常微分方程可用一般的数值积分法求解。
差分解法 这种解法是将微分算符近似地用差商代替,把微分方程改为差分方程然后再求解。在有压力梯度的流动中,相似条件不能满足。用前面相同的坐标变换,即但此处应令由于相似性假设不适用,流函数f是ξ、η的函数。通过坐标转换,方程(1b)变为: ,
(7)式中 f′、f″、f冺 均为 η 的导数;f 为 ξ 的导数;为压力梯度参数。差分-微分方程是将上式的 ξ导数项改用差分形式,而在η方向仍保持微分形式。这样,方程(7)变成在 η 方向上的常微分方程,具有在η=0,η=∞的两点边界条件,可用迭代法求解。近来,人们直接将边界层方程的所有偏导数均用差分表示。这类差分法的格式很多(见有限差分方法),现以凯勒的差分格式为例。 此法首先将原方程〔如方程(7)〕改写成几个一阶偏微分方程组,而后将所有一阶导数均用中心差分,给出具有二阶精度的差分方法。现将 f(ξ,η)对 η的一阶导数用 g(ξ,η)表示,二阶导数用h(ξ,η)表示。方程(7)可改为:
(8a)
。 (8b)上两式均在点上取值,它们的差分方程为:
(9a)
(9b)方程(8b)则在点上取值,如
在这些式子中,还有一些非线性项,如g卾,(fh)i+1,须进行线性化,如果把gi+1和gi的差值看作小量,并忽略小量二阶以上的项,即得出线性化关系式:
将以上各式代入(8b),即可得出在i+1截面上的线性差分方程。连同(9a)和(9b)一起,并结合相应的边界条件,便可联立求解三个未知量f、g和h。从f即可求流函数Ψ,从而可计算出两个速度分量u和v。
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参考词条