利用大涡模拟分析地表加热和动力作用对边界层结构的影响     

张敏  梁捷宁  张志达  张镭 《高原气象》2022,(5):1232-1241

大气边界层结构影响地气间物质能量交换、污染物扩散及人类健康。边界层结构受地表加热和动力作用影响显著,但实际观测中难以分离每种因素的影响,造成边界层结构和大气湍流参数化的困难。为此,利用中尺度天气模式WRF中的大涡模块WRF-LES,设置控制试验（Test1）,地表热通量试验（Test2）、低层风切变试验（Test3）、地表粗糙度试验（Test4）及同时改变上述变量的试验（Test5）,研究地表加热、低层风切变和地表粗糙度对平坦下垫面条件下的边界层结构的影响。模拟结果表明：（1）地表加热增强5倍使边界层升温,对流增强,夹卷层厚度增加120.8%,全边界层湍流动能增加45.7%,热力和动力边界层高度分别增大28.3%和29.9%。强烈的垂直混合作用有利于动量向下传递,使风速在边界层低层增大、中上层减小。（2）低层风切变增大0.5倍,使得热力和动力边界层高度分别增大11.9%和降低6%,夹卷层厚度增大31.2%,全边界层湍流动能增大25.7%。（3）粗糙度增加4倍,对湍流动能的影响主要集中在低层,动力边界层高度变化较小,但摩擦损耗作用使动力边界层内风速减小;同时,增加了边界层顶附近的夹卷作用...  相似文献   

岩体结构面粗糙度系数研究进展     

杜时贵 《现代地质》1995,9(4):516-522

摘要：讲述了岩体结构面粗糙度系数ＪＲＣ的估测方法、轮廓曲线绘制手段以及ＪＲＣ应用研究的进展,分析了ＪＲＣ研究的几个前沿课题。  相似文献   

常法向刚度条件下岩石节理剪切-渗流特性试验研究     

《岩土力学》2020,(1)

为研究常刚度(CNS)边界条件下节理的剪切-渗流耦合特性,针对3种不同节理粗糙度的复制节理试样进行了3种不同刚度、3种不同渗透水压力条件下的剪切-渗流试验,全面系统地分析了法向刚度、渗透水压和节理粗糙度等因素对节理剪切过程中力学特性和渗流特性的影响。试验结果表明:节理峰值剪切强度随法向刚度的增加而增加,流量、等效水力开度和透过率随法向刚度的增加而减小;节理峰值剪切强度和法向位移均随渗透水压的增大而减小,流量、等效水力开度和透过率随法向刚度的增加而增加;通过节理面的流量随节理粗糙度的增加而减小。剪切过程中流量、等效水力开度和透过率均呈现类似于节理剪胀的三阶段变化规律:快速增长阶段、增速变缓阶段和稳定阶段;稳定阶段流量随法向刚度和渗透水压的变化近似呈线性关系,随着渗透水压的增加,粗糙程度较高的节理流速较慢。  相似文献   

改进Tamura纹理特征的图像检索方法     

郝玉保  王仁礼  马军  苏斌  郑建华 《测绘科学》2010,35(4):136-138,176

针对Tamura方向度纹理特征计算时直方图峰值难以确定的问题,本文提出了采用改造后的旋转不变边缘方向直方图代替方向度纹理特征;针对粗糙度纹理特征不能充分反映图像上纹理基元尺寸的大小分布的问题,提出了采用粗糙度直方图代替粗糙度的特征表达方式。实验表明,改进后的Tamura纹理特征易于获取,包含图像更多的信息,显著地提高了检索性能。  相似文献   

两种柔性植株地表风速廓线特征比较的风洞模拟     

亢力强  杨智成  张军杰  邹学勇  张文 《中国沙漠》2020,40(2):43-49

植株减小风速从而抑制风蚀,风速廓线可以反映植株对风速的影响。在风洞中测量了细长状植株和上大下小形状植株在不同覆盖密度、不同来流风速下的风速廓线,并对这两种植株地表上空气动力学粗糙度、零平面位移高度进行了比较。结果表明:两种植株地表的空气动力学粗糙度均随植株密度按幂函数规律增加,其与植株高度之比也随侧影盖度按幂函数规律增加。在相同覆盖密度或侧影盖度条件下,上大下小形状植株地表的空气动力学粗糙度大于细长状植株。细长状植株地表的零平面位移高度随植株密度的增加先增加而后减小,而上大下小形状植株地表的零平面位移高度则基本不受植株密度的影响。  相似文献   

风生近惯性能通量和地形粗糙度对海洋内部混合的影响     

陈娟  乔梦甜  曹安州  宋金宝 《海洋与湖沼》2021,52(4):874-885

使用细尺度参数化方法和2015—2019年全球的Argo温盐剖面资料,分析了风生近惯性能通量和地形粗糙度对全球海洋300—600m深度的涡流扩散系数的影响。结果表明,在30°—45°N区域,月均涡流扩散系数与月平均风生近惯性能通量随时间的变化趋势较为一致,相关系数可达0.43,前者滞后1个月,与后者的相关系数可达0.65,但在其他区域二者的变化趋势相差较大;相较于中纬度和北半球,低纬度和南半球的地形粗糙度与扩散系数的相关关系更好。基于这些分析结果,拟合并建立了30°—45°N区域300—600m深度的涡流扩散系数与风生近惯性能通量和地形粗糙度的关系式。而且,用此关系式和细尺度参数化方法计算出来的扩散系数平均量级差异为0.47,且91%的值偏差小于一个量级。据此,我们给出了1—12月30°—45°N太平洋区域的涡流扩散系数的网格化结果。  相似文献   

基于旋转采样法的结构面粗糙度各向异性评价     

吴禄祥  吕庆  蔡学桁  郑俊  李博  刘健 《工程地质学报》2021,29(1):52-58

岩石结构面粗糙度各向异性评价存在不确定性.本文基于高精度激光扫描技术获得的结构面三维点云数据,提出了一种评价岩石结构面粗糙度系数(JRC)各向异性的旋转采样法.通过典型结构面试样的对比分析,探讨了采样方法和尺寸对JRC各向异性的影响.结果表明:(1)已有的单一轮廓线采样法获得的JRC各向异性数据离散,各向异性评价结果偏...  相似文献   

近海层大气湍流通量系数研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

高志球  苏中波  王介民  甄广炬 《南京气象学院学报》1999,22(3):381-386

根据１９９４年９月１８～３０日南沙群岛海域渚碧礁的近海面大气湍流观测实验资料,分别计算了该海域光滑海面和粗糙海面上的空气动力粗糙度（ｚ０ ）、中性曳力系数（ Ｃ Ｄ Ｎ）。利用 Ｂｕｔｓａｅｒｔ 的假定,推导了求取标量粗糙度（ｚ Ｔ、ｚ Ｑ）、整体输送系数（感热交换系数 Ｃ Ｈ Ｎ、水汽交换系数 Ｃ Ｅ Ｎ ）的一组公式。在此基础上,分别计算和分析了该海域光滑海面和粗糙海面上空气动力粗糙度（ｚ０ ）、标量粗糙度（ｚ Ｔ、ｚ Ｑ ）、中性曳力系数（ Ｃ Ｄ Ｎ）、整体输送系数（感热交换系数 Ｃ Ｈ Ｎ、水汽交换系数 Ｃ Ｅ Ｎ）及其关于水平风速分量的分布,并得到了一些有益的结论。  相似文献   

花岗岩与混凝土胶结面抗剪强度的试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王保田  朱珍德  张福海  张文慧 《岩土力学》2004,25(11):1717-1721

坐落在基岩上的重力式建筑物（重力坝、悬索桥的锚碇等）,依靠基岩与大体积混凝土接触面的摩擦力平衡巨大的水压力或锚索拉力。接触面的摩擦系数有很小的变化,需要混凝土的体积发生大的变化保持摩擦力不变,从而工程造价出现大的差别。针对润扬长江公路大桥南汊悬索桥锚碇接触面抗剪强度取值问题,采用室内控制粗糙度试验的方法,测试了不同风化程度和粗糙度的花岗岩与混凝土接触面的抗剪强度。结合现场编录和现场粗糙度测试结果,获得了混凝土与基岩胶结面摩擦角的分区和面积加权平均值,为锚碇的稳定验算提供了准确的数据。试验结果对其它重力式抗滑结构设计有参考价值。  相似文献   

直立植被粗糙度和阻力分解的风洞实验研究   总被引：31，自引：10，他引：21  

刘小平  董治宝 《中国沙漠》2002,22(1):82-87

直立植被覆盖的床面上,由于直立植被消耗风动量,裸露床面上的剪切力因之降低,从而抑制风蚀。在风洞中用圆柱形木棒模拟直立植被,研究了地表总阻力系数C_D、直立植被阻力系数C_f和粗糙度z₀及其影响因素。实验结果表明,直立植被高度和密度对地表总阻力系数C_D和粗糙度z₀都有影响,但是程度不同。地表总剪切力分解为作用在直立植被上的剪切力和作用在裸露地表上的剪切力,表达式为τ=F_r/S+τ_s·S'/S。随着植被密度和高度增加,作用在植被上的剪切力增加,而作用在裸露地表上的剪切力减少。当侧影盖度L_c≥0.03时,τ_s可以忽略不计,用C_D=2u_*²/ u_z²+C_fL_c计算植被阻力系数C_f。计算出的直立植被阻力系数C_f与1/√L_c之间成线性关系,而与AR无关。这与Marshall在风洞中通过直接测量粗糙元的阻力计算出的粗糙元阻力系数遵循类似的规律。地表总阻力系数C_D与粗糙度z₀之间较好的相关性说明,只要采用适当的测量方法,用曲线拟合方法获得直立植被覆盖地表总阻力系数C_D和粗糙度z₀是可靠的。  相似文献