基于湍能耗散率的航空颠簸集成预报方法 被引量：8

1

作者 蔡雪薇 万子为 +2 位作者 吴文辉 杨波 蚁志鸿 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第4期1085-1098,共14页

为提升对飞机颠簸的客观预报能力,设计一种新的基于湍能耗散率(Energy Dissipation Rate,简称EDR)的航空颠簸集成预报算法,预报结果可实现与机载探测到的新型颠簸实况直接对比验证,且预报强度不受机型差异的影响。该算法利用中国气象局... 为提升对飞机颠簸的客观预报能力,设计一种新的基于湍能耗散率(Energy Dissipation Rate,简称EDR)的航空颠簸集成预报算法,预报结果可实现与机载探测到的新型颠簸实况直接对比验证,且预报强度不受机型差异的影响。该算法利用中国气象局中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)的基本气象要素计算多个代表晴空颠簸(Clear Air Turbulence,简称CAT)和山地波(Mountain Wave Turbulence,简称MWT)的预报指数,在各预报指数和颠簸实况EDR的概率密度函数均基本符合正态分布的假设条件下,利用前期各指数和实况之间的概率密度匹配关系,将原预报指数在实时数值预报中转换为以EDR为单位的预报值;再将其根据预报评分给予不同权重,集成为包含晴空颠簸和山地波的EDR颠簸预报产品。主客观检验结果均显示这种颠簸预报产品能够大致反映不同区域和类型的颠簸情况,多种算法的集成预报效果总体好于单一指数预报;相对作用特征检验(ROC)表明轻度以上颠簸的预报结果可以提高命中率并降低空报率,具有较高的预报正技巧。 展开更多

关键词 颠簸 湍能耗散率(EDR) 权重集成

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用PIV数据估算槽道内湍流动能耗散率 被引量：16

2

作者 王汉封 柳朝晖 +1 位作者 郭福水 郑楚光 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1066-1071,共6页

湍能耗散率的准确获取对工程实际问题和湍流的理论研究都有着重要的意义 .但由于湍能耗散率定义的固有复杂性 ,其测量一直都是一项有相当难度并具有挑战性的工作 .运用PIV对水平槽道内湍流流动进行了测量 ,详细介绍了运用大涡模拟中亚网... 湍能耗散率的准确获取对工程实际问题和湍流的理论研究都有着重要的意义 .但由于湍能耗散率定义的固有复杂性 ,其测量一直都是一项有相当难度并具有挑战性的工作 .运用PIV对水平槽道内湍流流动进行了测量 ,详细介绍了运用大涡模拟中亚网格 (SGS)应力模型估算湍流耗散率的大涡PIV方法 ,分析了运用该方法估算湍流耗散率的优势 .将各种不同方法所得到的结果与DNS结果进行了比较 ,发现运用修正的Smagorinsky模型所得结果与其符合最好 . 展开更多

关键词 湍能耗散率 PIV 大涡模拟 亚网格模型 湍流测量

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搅拌槽内湍流动能耗散率的估算进展 被引量：2

3

作者 刘心洪 刘燕军 +3 位作者 刘英莉 冯文强 赵丹丹 郑国芝 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期27-30,共4页

在搅拌槽内,化学反应效率取决于微观混合程度,而微观混合程度又取决于湍流动能耗散率的大小。本文介绍了5种估算湍流动能耗散率的方法———直接测量法、量纲分析法、湍流动能平衡法、大涡PIV法和湍流能谱法,并且从流体力学理论和测量... 在搅拌槽内,化学反应效率取决于微观混合程度,而微观混合程度又取决于湍流动能耗散率的大小。本文介绍了5种估算湍流动能耗散率的方法———直接测量法、量纲分析法、湍流动能平衡法、大涡PIV法和湍流能谱法,并且从流体力学理论和测量技术两方面分析了这些方法的优劣。 展开更多

关键词 湍流动能耗散率 搅拌槽 粒子图像测速(particleimage velocimetry) 大涡模拟

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太湖湍流动能耗散率的廓线分布及其可能机制

4

作者 赵巧华 刘鹏 +3 位作者 陈纾杨 周妍 王健健 汪靖 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1157-1168,共12页

湍流不仅是导致物质、动量等在水气交界面的交换、水柱内部输送的关键过程,也是促进浅水湖泊中底泥再悬浮及水生生态系统演变的驱动力;其中湍流动能耗散率(ε)不仅是描述湍流动能变化的关键物理量,也是刻画水体中湍流产生机制的关键过程... 湍流不仅是导致物质、动量等在水气交界面的交换、水柱内部输送的关键过程,也是促进浅水湖泊中底泥再悬浮及水生生态系统演变的驱动力;其中湍流动能耗散率(ε)不仅是描述湍流动能变化的关键物理量,也是刻画水体中湍流产生机制的关键过程.基于2017年10月29日—11月2日位于太湖梅梁湾采集的高频三维流速廓线和水温廓线观测资料,结合东山气象站同期的风场和辐射等气象资料,探讨太湖中ε的分布特征及其变化的可能机制.结果表明,0.7 m深度以下水平方向上ε介于10^-8~10^-7 m^2/s^3之间,比垂直方向大一个数量级左右.尽管大型浅水湖泊几何深度浅,但其ε的深度廓线依然存在典型的3层:ε随深度递减的风浪直接作用层,深度从水面至1.0 m左右;ε基本不随深度变化的常数层,分布区间为水深1.0~1.9 m;随后是ε随深度递减的底边界混合层.热力分层的强弱(垂向温差)、位置对常数层和底部边界中ε的贡献显著,甚至造成ε的常数层起始深度下移.本研究有利于进一步理解大型浅水湖泊的动力学过程及其对水生生态系统演变的驱动效应. 展开更多

关键词 湍流 湍流动能耗散率 风浪作用层 常数层 太湖

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基于高垂直分辨率探空数据对五种典型下垫面湍流分布特征分析 被引量：1

5

作者 龚玺 陈起英 +1 位作者 倪长健 龙海川 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第8期901-914,共14页

由于湍流的时空尺度小、变化率大,缺乏大规模的现场观测,导致对全国范围内的大气湍流特征研究甚少。自2011年起,我国开始存储秒级高垂直分辨率探空数据,为深入研究中国各地的湍流特征提供了可能。在用探空资料诊断分析湍流特征时,首先... 由于湍流的时空尺度小、变化率大,缺乏大规模的现场观测,导致对全国范围内的大气湍流特征研究甚少。自2011年起,我国开始存储秒级高垂直分辨率探空数据,为深入研究中国各地的湍流特征提供了可能。在用探空资料诊断分析湍流特征时,首先分析了中国地区仪器噪音对分析结果的影响,证实噪音会使对流层平均的湍流耗散率偏小,证明了去除噪音的必要性。在此基础上,采用Thorpe分析法详细分析了湍流的强度(湍流耗散率)与下垫面类型的关系。结果显示,在对流层,全年平均草地的湍流最强,然后依次是旱地作物、水田作物、灌木、荒地。在平流层下层依然受到下垫面的影响,全年平均草地的湍流依旧最强,旱地作物次之。湍流在不同下垫面均表现出明显的季节性,且夏季对流层上层的强度和频率最高。研究结果将有助于理解不同下垫面对流层的湍流特征,为航空器飞行安全保障、大气污染扩散模式、天气预报模式的湍流参数化方案改进提供参考。 展开更多

关键词 秒级探空资料 Thorpe分析法 湍流动能耗散率

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南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计 被引量：2

6

作者 丁文祥 梁楚进 +1 位作者 廖光洪 高立宝 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期14-24,共11页

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°~69°S,66°~80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻... 基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°~69°S,66°~80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10^(-2) m^2/s量级,比平坦开阔海洋高2~3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显;深水区域的浮力频率在海表面到500m层比较大,浅水区域该现象不明显;湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10^(-6) w/kg量级,个别站位甚至能达到10^(-5) w/kg量级。 展开更多

关键词 普里兹湾 Thorpe尺度 湍流扩散系数 湍动能耗散率

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折板型竖井湍流耗散及消能机理分析 被引量：15

7

作者 杨乾 杨庆华 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期471-481,共11页

为了研究泄流过程中折板型竖井的湍流耗散特性及消能机理,对9种不同体型的竖井开展水力模型试验与数值模拟,分析不同流量下竖井内湍动能、湍动能耗散率和水动力荷载分布规律,建立折板消能计算模型,探究竖井消能机理.结果表明:折板间距... 为了研究泄流过程中折板型竖井的湍流耗散特性及消能机理,对9种不同体型的竖井开展水力模型试验与数值模拟,分析不同流量下竖井内湍动能、湍动能耗散率和水动力荷载分布规律,建立折板消能计算模型,探究竖井消能机理.结果表明:折板间距过密或过疏均不利于竖井的泄流和消能,在设计流量下竖井内的流态为自由跌水流时,对应的最小折板间距为最优结构设计;10°折板倾角可提升竖井的消能效果,并减小折板上水动力荷载;建立的折板消能计算模型可较为准确地计算自由跌水流态下的消能率;竖井消能方式分为入口消能、折板消能和井底消能,不同流量下各种消能方式的能耗占比不同,小流量时以折板消能为主,随着流量的增加,入口消能和井底消能的能耗占比随之增大. 展开更多

关键词 折板型竖井 湍动能 湍动能耗散率 消能率 消能计算模型 消能机理

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晴空湍流在强天气过程临近预报中的应用研究 被引量：5

8

作者 管理 魏鸣 吴昊 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第31期6-13,共8页

为研究强对流天气发生前的先兆信息,利用多普勒天气雷达的径向风场与谱宽数据对大气的湍能耗散率进行了反演。通过对2009年6月3日南京一次强雷暴过程和2009年6月14日南京一次飑线过程的研究发现,天气过程发生前湍能耗散率随时间的变化,... 为研究强对流天气发生前的先兆信息,利用多普勒天气雷达的径向风场与谱宽数据对大气的湍能耗散率进行了反演。通过对2009年6月3日南京一次强雷暴过程和2009年6月14日南京一次飑线过程的研究发现,天气过程发生前湍能耗散率随时间的变化,可以用来判断湍流运动的剧烈程度。强对流天气发生前往往会有晴空回波的出现;并且湍流运动较正常情况下剧烈。反演得到的边界层湍能耗散率可以用来识别较强的湍流运动。通过两次典型的强天气过程的对比分析还发现,湍流在降水过程发生前2～3 h,会有趋势变化的拐点出现;并且是一个持续的加强阶段。当趋势特征出现后,且湍能耗散率最大量级达到3 000 cm2·s-3以上时,可认为即将有强对流的天气过程出现。根据湍能耗散率的变化可以获得强对流天气出现的先兆信息,这对提高强对流天气的预报水平具有重要意义。 展开更多

关键词 晴空回波 谱宽 湍能耗散率

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分形双层搅拌桨流动特性数值模拟研究

9

作者 李红军 孙文杰 +3 位作者 张弛 张成俊 杜玮 陈伟 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期146-153,共8页

针对六直叶涡轮桨搅拌过程中速度、湍动能等流体力学特性分布不均匀的问题,设计了一类新型分形双层几何涡轮桨,通过计算流体动力学(CFD)数值模拟实验,对这一类分形桨的流场速度、湍动能、湍能耗散率进行分析。研究结果表明:流场速度分... 针对六直叶涡轮桨搅拌过程中速度、湍动能等流体力学特性分布不均匀的问题,设计了一类新型分形双层几何涡轮桨,通过计算流体动力学(CFD)数值模拟实验,对这一类分形桨的流场速度、湍动能、湍能耗散率进行分析。研究结果表明:流场速度分布特征为风轮状,并向槽壁逐渐递减;风轮状的流场速度区域随着分形维数与迭代次数的增加而增加;无迭代桨流场湍动能强度明显大于分形桨,流场湍动能强度随着分形维数与迭代次数的增加而减少;流场湍流耗散率特征为锯齿状,分形桨湍流耗散率明显小于无迭代桨,矩形一次迭代桨湍流耗散率效果最好;分形桨搅拌功率随着分形维数与迭代次数的增加而减少;矩形迭代桨在流场速度分布、湍动能和湍流耗散率方面明显优于无迭代桨和三角形迭代桨。研究结果可为新型结构搅拌桨设计提供参考。 展开更多

关键词 流场特性 计算流体力学 分形桨 湍动能 湍能耗散率

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南海中部上层海洋湍流混合的空间分布特征及参数化模型 被引量：2

10

作者 周宇 陈桂英 +1 位作者 尚晓东 梁长荣 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期24-33,共10页

通过对2010年5月南海16°N和14.5°N断面的湍流微结构剖面观测资料分析,给出了南海海盆上层湍流混合空间分布特征：在16°N断面上,上层10～400m垂向平均湍动能耗散率〈ερ〉在东侧略大于西侧;相反,在14.5°N断面上,西... 通过对2010年5月南海16°N和14.5°N断面的湍流微结构剖面观测资料分析,给出了南海海盆上层湍流混合空间分布特征：在16°N断面上,上层10～400m垂向平均湍动能耗散率〈ερ〉在东侧略大于西侧;相反,在14.5°N断面上,西侧〈ερ〉均值约是东侧〈ερ〉的4倍,其中,西侧110.5°～111°E的〈ερ〉的平均值为2.6×10^-6 W/m^3,东侧118.5°E的〈ερ〉仅为5.89×10^-7 W/m^3。通过分析细结构剪切和湍流混合的相关性,发现剪切是南海中部上层强湍流混合的主要驱动力,揭示了高模态内波破碎可能是湍流混合的主要机制。另外,研究了大洋中的3种参数化模型,发现适用于大洋近海的参数化MacKinnon-Gregg（MG）模型能较好地用浮频和剪切估算南海中部深海区上层湍流耗散率。 展开更多

关键词 湍动能耗散率 南海 空间变化 参数化模型

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波浪破碎下湍流混合的实验研究 被引量：3

11

作者 牟海迪 刘云龙 +4 位作者 袁媛 鞠莲 刘娟 孟静 陈旭 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期551-561,共11页

波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果。采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟。对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大... 波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果。采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟。对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大,波浪谱分析得到的波浪基本周期与有效周期结果相似。实验中采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)计算波浪破碎过程中湍动能耗散率的空间分布。湍流强度与波浪的相位密切相关,波峰位置处湍流活动最为剧烈,而且波峰位置处湍流混合区内湍动能耗散率量值的垂向分布基本保持不变,即出现“湍流饱和”现象,湍流影响深度可以达到波高的70%—90%。计算湍流扩散系数的垂向分布发现,湍流扩散在混合区上部随深度的增大以指数函数的形式增加,在混合区下部趋于稳定。作为对比,在相同位置处对声学多普勒流速测量仪(acoustic Doppler velocimeter,ADV)测量的单点流速做频谱分析,发现与该位置处PIV湍动能耗散率结果量级处于同一水平,进一步验证了实验结果的准确性。 展开更多

关键词 波浪破碎 湍动能耗散率 湍流扩散系数

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潮汐应变对长江口北槽枯季湍流混合与层化的影响 被引量：8

12

作者 熊龙兵 浦祥 +2 位作者 时钟 胡国栋 施慧燕 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第4期41-57,共17页

利用TELEMAC-3D开展了长江口北槽2010年枯季条件下湍流混合与层化的有限元数学模拟研究。该模型在外海开边界设置了8个主要分潮,并在自由表面考虑了定常风的影响,利用北槽水域3个潮位站（横沙、北槽中、牛皮礁）和2个水文观测站（北槽中... 利用TELEMAC-3D开展了长江口北槽2010年枯季条件下湍流混合与层化的有限元数学模拟研究。该模型在外海开边界设置了8个主要分潮,并在自由表面考虑了定常风的影响,利用北槽水域3个潮位站（横沙、北槽中、牛皮礁）和2个水文观测站（北槽中段CSW、北槽下段CS8）2010年枯季的潮位、流速及盐度观测资料对模型进行验证并获得了良好的精度,从而得到北槽水域纵向、平面流场和盐度场。模拟得到的流速、盐度被用来计算势能差异（φ）、势能差异变化率（φ/t）、Simpson数（Si）和梯度Richardson数（Ri）。结果显示：1）北槽水域大潮平均和小潮平均的势能差异的变化范围分别约为0～30 J/m3和0～90 J/m3,且较大的势能差异基本位于主航槽,这些表明北槽水体小潮的层化大约是大潮的3倍,主航槽的层化强于坝田区,而北槽中段往往具有更强的层化。2）落急时刻,就北槽下段而言,潮汐应变、潮汐与风共同搅动引起的势能差异变化率的范围分别约为-20×10-4～100×10-4W/m3、0～100×10-4W/m3,这些表明,从大潮至小潮,潮汐应变总体增强而潮汐与风共同搅动总体减弱。空间上,主航槽丁坝附近的潮汐应变明显强于坝田区,潮汐与风共同搅动的强度在坝田区内、外也存在差异,导堤和丁坝的影响明显。3）对于北槽下段CS8站,大潮至中潮的Si数在0.15～0.4之间（介于下临界值0.088和上临界值0.84之间）,表明潮汐与风共同搅动占优,属于应变致周期性层化（SIPS）。小潮的Si数在0.9～1.5之间（高于上临界值0.84）,表明潮汐应变显著增强并占优,属于持续性层化。4）北槽下段CS8站梯度Ri数的量级范围在混合较好的表层和底层约10-3～10-2,在层化较好的中间水层约100～101。该站湍动能耗散率的量级范围大潮为10-3～10-9W/kg,小潮为10-5～10-10W/kg,具有明显的M4周期性特征和涨、落潮不对称分布,且表层和底层分别由于风应力和底摩擦作用而具有较强的耗散,中间水层稳定层化区的耗散则显著减小,潮汐应变是造成湍动能耗散率在涨、落潮周期内不对称分布的重要因素。 展开更多

关键词 湍流混合 层化 势能差异 潮汐应变 湍动能耗散率 长江口北槽

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城市粗糙子层湍流能谱特征分析 被引量：5

13

作者 王国羽 孙鉴泞 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期820-828,共9页

对南京市委党校两个不同高度层湍流速度谱特性分析表明:(1)近中性情况下,两层湍流动能密度均大于平坦草地上结果,并且低层湍流动能密度大于高层,高层的湍流比低层的湍流更接近局地各向同性,说明城市粗糙子层的湍流生成率要高于草地上的... 对南京市委党校两个不同高度层湍流速度谱特性分析表明:(1)近中性情况下,两层湍流动能密度均大于平坦草地上结果,并且低层湍流动能密度大于高层,高层的湍流比低层的湍流更接近局地各向同性,说明城市粗糙子层的湍流生成率要高于草地上的结果,并且越靠近冠层顶部,湍流的生成率越高,湍流越偏离局地各向同性.两层都有约20%的能谱出现了谱隙,湍流次尺度的平均量级与粗糙元的平均尺度比较接近,城市粗糙子层中粗糙元效应比较明显.(2)两层湍流动能耗散率随稳定度变化,中性情况下,粗糙子层中两层湍流动能耗散率均大于平坦草原上的结果,并且低层的值要高于高层;不稳定情况下,粗糙子层中湍流动能耗散率随不稳定度增加的增长率要高于草地上结果,稳定情况下,两者相差不大. 展开更多

关键词 城市粗糙子层 湍流速度谱 谱隙 湍流动能耗散率

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基于精细温度观测的南海东北部陆坡-深海盆底层湍流混合

14

作者 李杨 黄鹏起 +6 位作者 鲁远征 屈玲 郭双喜 岑显荣 周生启 张佳政 丘学林 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期62-74,共13页

南海是存在强湍流混合的边缘海之一,但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层,对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据,分析了2216~3200m深度范围内... 南海是存在强湍流混合的边缘海之一,但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层,对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据,分析了2216~3200m深度范围内底层海水温度的时间变化特征,并探讨了地形粗糙度和内潮对底层湍流混合的影响。分析结果表明,南海东北部各站位底层海水的温度变化量级约为10^(–4)~10-^(–3)℃;温度变化趋势与正压潮变化趋势不同,温度能谱显示多数站位在全日和半日频带区间出现谱峰,温度变化更多地受斜压潮影响,全日、半日内潮起主要调制作用。陆坡-深海盆过渡区及深海盆底层的湍动能耗散率量级为10^(–10)~10^(–9)m^(2)·s^(–3),涡扩散系数量级为10^(–4)~10^(–3)m^(2)·s^(–1)。观测数据未能显示底层湍流混合与地形粗糙度存在明显的相关性。底层湍流混合的空间分布与过去观测到的南海北部深海盆内潮的南北不对称性分布一致。 展开更多

关键词 底层温度 湍流混合 内潮 湍动能耗散率 涡扩散系数 南海东北部

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深水波浪破碎与气体交换速率之间的关系

15

作者 李竹花 赵栋梁 周桂地 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期257-264,共8页

表面更新理论给出气体交换速率k与海面附近的海水湍动能耗散率呈1/4次方关系,而波浪能量耗散率Dt与湍动能耗散率密切相关。本文利用两种海浪谱耗散模型——Hasselmann模型和Phillips模型,结合深水浮标海浪频谱的观测数据计算了波浪能量... 表面更新理论给出气体交换速率k与海面附近的海水湍动能耗散率呈1/4次方关系,而波浪能量耗散率Dt与湍动能耗散率密切相关。本文利用两种海浪谱耗散模型——Hasselmann模型和Phillips模型,结合深水浮标海浪频谱的观测数据计算了波浪能量耗散率。以前人给出的k与海面上10m高度处的风速U10关系式的平均值为标准,采用最小二乘的方法得到了k与Dt的经验关系。在此基础上,进一步利用SWAN和WAVEWATCHIII海浪数值模式计算了理想深水情况下的波浪能量耗散率,探讨了由海浪模式计算的波浪能量耗散率与气体交换速率之间的关系。结果表明,与SWAN模式相比,WAVEWATCHIII海浪数值模式结果与实际观测更为接近。 展开更多

关键词 气体交换速率 波浪能量耗散率 湍动能耗散率 SWAN WAVEWATCHIII

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夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析 被引量：2

16

作者 王寇 李博 +2 位作者 李爱国 王鹏皓 裴生鑫 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期22-31,共10页

利用2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段(NORC2019-03-02)中获得的MSS90L湍流剖面仪的直接观测数据,本文计算并分析了该断面的湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数KZ的分布情况。湍动能耗散率的大小为1.72×10^(−10)~2.95×... 利用2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段(NORC2019-03-02)中获得的MSS90L湍流剖面仪的直接观测数据,本文计算并分析了该断面的湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数KZ的分布情况。湍动能耗散率的大小为1.72×10^(−10)~2.95×10^(−5)W/kg;垂向湍扩散系数的大小为3.24×10^(−7)~4.55×10^(−2)m^(2)/s。湍动能耗散率和垂向湍扩散系数的分布相似,均为上层最强,底层次之,中层最弱。上层由于风应力的作用,使得湍动能耗散率和垂向湍扩散系数较大;温跃层处层化较强,抑制了湍动能的耗散和垂向上的湍混合。盐度锋面的次级环流会促使低盐水团脱离,锋面引起的垂向环流会加强海洋的湍混合。低盐水团与外界的能量交换较少,湍动能耗散率较弱。长江口海区存在明显的上升流和下降流,它们是由锋面的次级环流产生的;上升流和下降流的存在促进湍动能的耗散与湍混合。 展开更多

关键词 长江口 温跃层 湍动能耗散率 垂向湍扩散系数 盐度锋面

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渤海弱层化期湍流混合观测特征分析 被引量：2

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作者 徐鹏昭 杨伟 +2 位作者 赵亮 魏皓 聂红涛 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1-9,共9页

利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中... 利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中心冷水结构依旧存在。湍流观测结果表明湍动能耗散率在10^-9~10^-5W/kg之间变化,统计上满足对数正态分布。耗散率强值区出现在辽东湾及渤海湾湾口近岸处,相应的垂向湍扩散系数约为10^-6~10^-2m^2/s。垂向上,水体表、底层混合较强,进一步研究发现弱层化水体的平均湍动能耗散率〈ε〉与风速和正压潮流速的大小存在正相关关系。另一方面,耗散率ε与浮性频率N近似满足ε=2.0×10^-8+3.0×10^-7(N^2/N0^2)^-5的拟合函数关系,反映了层化对水体垂向混合的抑制作用。 展开更多

关键词 湍动能耗散率 垂向湍扩散系数 渤海

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变性绕极深层水入侵时南极普里兹湾湍流混合特征研究

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作者 胡俊洋 梁楚进 蔺飞龙 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1-12,共12页

基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究。结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强... 基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究。结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强度在陆架坡折区域达到最大。在水团分布方面,在第28和29航次中均观测到了变性绕极深层水陆架入侵现象,水团分别向上涌升至海表以下100 m和200 m深度,向南均可达到67.5°S处。普里兹湾陆架坡折区域次表层湍动能耗散率强度分布与当地水团结构存在良好对应关系。研究认为变性绕极深层水入侵陆架,会使该深度水体变得不稳定,发生水体交换现象,最终造成该区域湍流混合强度加强。 展开更多

关键词 普里兹湾 湍动能耗散率 水团结构 变性绕极深层水入侵

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用常规探空资料估算C_n^2和ε垂直变化初探 被引量：4

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作者 戴铁丕 潘闻天 +1 位作者 朱素芳 毕志刚 《南京气象学院学报》 CSCD 1997年第2期251-258,共8页

用南京、射阳的常规探空资料建立了估算折射率结构常数Ｃ２ｎ和湍能耗散率ε垂直变化理论模式。

关键词 气象雷达 探空数据 湍能耗散率 湍流概率 湍流

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摇瓶反应器中流体流动的CFD数值模拟 被引量：5

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作者 李晶 詹晓北 +2 位作者 刘天中 郑志永 齐祥明 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期878-885,共8页

针对250ml摇瓶在回转式摇床上的流体流动,基于VOF模型、RNG k-ε湍流模型结合建立了描述摇瓶液体的流体动力学模型,并利用计算流体力学软件FLUENT和动网格技术对其进行了数值模拟。考察了不同转速和不同装液量条件的摇瓶内液体的流动状... 针对250ml摇瓶在回转式摇床上的流体流动,基于VOF模型、RNG k-ε湍流模型结合建立了描述摇瓶液体的流体动力学模型,并利用计算流体力学软件FLUENT和动网格技术对其进行了数值模拟。考察了不同转速和不同装液量条件的摇瓶内液体的流动状态,液相形状变化,液面高度,气液接触面积,液体总表面积的变化。模拟计算结果给出不同操作条件对湍流参数(湍流强度、湍动能、湍动能耗散率)和溶氧传质系数的影响,获得了湍动能耗散率与摇瓶转速和装液量之间的关联式。 展开更多

关键词 摇瓶 CFD模拟 动网格 气液界面面积 湍动能耗散率

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