摘要:我们对 Mellor 近期提出的经验调整项进行了评论。调整项的目的是纳入表面集中动量的影响,调整显著提高了模拟速度剖面与测量速度剖面之间的可比性。我们发现,与常用的集中动量参数化方法相比,调整项中的集中动量被大大高估。高估的集中动量导致表面速度剪切更强,而这一剪切被波浪破碎引起的垂直混合部分抵消。如果同时减少调整和垂直混合的分数,模型结果也与测量速度剖面非常吻合。我们还讨论了一种包括垂直辐射应力梯度项的替代方法。该方法在给定的波浪条件下不表现出经验性或不确定性。
用来表示平均速度剖面相似性的无量纲参数是 h/zo 比值,即对数速度剖面中建筑物高度与粗糙度长度的比值。但是,还需要强调正确模拟低层建筑模型屋檐高度周围高度的全尺度湍流强度的重要性,因为波动压力系数和峰值压力系数与该参数有很强的依赖性,而平均压力与该参数的依赖性较弱,但很重要。只有当风洞中模拟的边界层正确模拟了低层建筑模型整个高度及以上的大气高湍流内表面层时,湍流强度相似性才会在 h/zo 相等的情况下实现。湍流长度尺度也需要尽可能与模型几何尺度相匹配,尽管在制作足够大的尺寸以适应低层建筑实际施工所需的 1/50 到 1/300 几何尺度方面存在困难。然而,结果表明,只要湍流尺度(通常用于主要涡流尺寸)比建筑尺寸大几倍,就可以放宽这一标准。 i i",.. i 2.4 、流动模式和流体压力分布
用来表示平均速度剖面相似性的无量纲参数是 h/zo 比值,即对数速度剖面中建筑物高度与粗糙度长度之比。然而,正确模拟低层建筑模型屋檐高度周围高度的全尺度湍流强度的重要性也需要强调,因为波动压力系数和峰值压力系数对这个参数有很强的依赖性,而平均压力对这个参数的依赖性较弱,但很重要。只有当风洞中模拟的边界层正确模拟了低层建筑模型整个高度及以上的大气高湍流内表面层时,湍流强度的相似性才会在 h/zo 相等的情况下实现。湍流长度尺度也需要尽可能与模型几何尺度相匹配,尽管在制作足够大尺度以适应低层建筑实际施工所需的 1/50 到 1/300 几何尺度方面存在困难。然而,结果表明,只要湍流尺度(通常用于主要涡流尺寸)比建筑尺寸大几倍,就可以放宽这一标准。ii,”.. i 2.4、流动模式和 M4n 压力分布
用来表示平均速度剖面相似性的无量纲参数是 h/zo 比值,即对数速度剖面中建筑物高度与粗糙度长度之比。然而,正确模拟低层建筑模型屋檐高度周围高度的全尺度湍流强度的重要性也需要强调,因为波动压力系数和峰值压力系数对这个参数有很强的依赖性,而平均压力对这个参数的依赖性较弱,但很重要。只有当风洞中模拟的边界层正确模拟了低层建筑模型整个高度及以上的大气高湍流内表面层时,湍流强度的相似性才会在 h/zo 相等的情况下实现。湍流长度尺度也需要尽可能与模型几何尺度相匹配,尽管在制作足够大尺度以适应低层建筑实际施工所需的 1/50 到 1/300 几何尺度方面存在困难。然而,结果表明,只要湍流尺度(通常用于主要涡流尺寸)比建筑尺寸大几倍,就可以放宽这一标准。ii,”.. i 2.4、流动模式和 M4n 压力分布
用来表示平均速度剖面相似性的无量纲参数是 h/zo 比值,即对数速度剖面中建筑物高度与粗糙度长度之比。然而,正确模拟低层建筑模型屋檐高度周围高度的全尺度湍流强度的重要性也需要强调,因为波动压力系数和峰值压力系数对这个参数有很强的依赖性,而平均压力对这个参数的依赖性较弱,但很重要。只有当风洞中模拟的边界层正确模拟了低层建筑模型整个高度及以上的大气高湍流内表面层时,湍流强度的相似性才会在 h/zo 相等的情况下实现。湍流长度尺度也需要尽可能与模型几何尺度相匹配,尽管在制作足够大尺度以适应低层建筑实际施工所需的 1/50 到 1/300 几何尺度方面存在困难。然而,结果表明,只要湍流尺度(通常用于主要涡流尺寸)比建筑尺寸大几倍,就可以放宽这一标准。ii,”.. i 2.4、流动模式和 M4n 压力分布
用来表示平均速度剖面相似性的无量纲参数是 h/zo 比值,即对数速度剖面中建筑物高度与粗糙度长度之比。然而,正确模拟低层建筑模型屋檐高度周围高度的全尺度湍流强度的重要性也需要强调,因为波动压力系数和峰值压力系数对这个参数有很强的依赖性,而平均压力对这个参数的依赖性较弱,但很重要。只有当风洞中模拟的边界层正确模拟了低层建筑模型整个高度及以上的大气高湍流内表面层时,湍流强度的相似性才会在 h/zo 相等的情况下实现。湍流长度尺度也需要尽可能与模型几何尺度相匹配,尽管在制作足够大尺度以适应低层建筑实际施工所需的 1/50 到 1/300 几何尺度方面存在困难。然而,结果表明,只要湍流尺度(通常用于主要涡流尺寸)比建筑尺寸大几倍,就可以放宽这一标准。ii,”.. i 2.4、流动模式和 M4n 压力分布
第 8 章:垂直容器的风荷载.................................................................................178 8.1 介绍...................................................................................................................178 8.2 实验步骤..............................................................................................................179 8.2.1 速度剖面.................................................................................................180 8.2.2 纵向湍流强度和长度尺度.......................................................................181 8.2.3 风洞模型.................................................................................................182 8.2.4 风洞阻塞.................................................................................................184 8.2.5 风洞压力梯度.................................................................................................185 8.2.6 雷诺数效应....................................................................................................185 8.2.7 仪器................................................................................................................188 8.3 测试结果................................................................................................................190 8.4 测试结果在风荷载计算中的应用................................................................195 8.5风洞试验结果与桌面方法的比较......................................................................203 8.6 本章摘要和结论...............................................................................................208
摘要 利用解析分析,我们研究了主要造成摩擦阻力的近壁面模式如何根据湍流槽道流动的平均速度分布形状而放大或抑制。根据 K¨uhnen 等人 (2018) 的最新研究结果,他们将平均速度分布修改得更平坦,并实现了显著的阻力减少,我们引入了两种类型的人为平坦湍流平均速度分布:一种基于 Reynolds 和 Tiederman (1967) 提出的湍流粘度模型,另一种基于层流的平均速度分布。特别注意的是,体积和摩擦雷诺数都保持不变,因此只能研究平均速度分布变化的影响。这些平均速度剖面在解析分析中用作基流,通过奇异值(即放大率)的变化来评估与近壁相干结构相对应的波数频率模式的响应。修正后的平均速度剖面的平坦度通过三种不同的测量方法量化。一般而言,发现更平坦的平均速度剖面会显著抑制近壁模式。此外,发现增加壁面附近平均速度梯度对于通过缓解临界层来抑制近壁模式具有重要意义。
摘要:岬角裂流,有时也称为边界裂流,是冲向从海滩向海延伸的天然或人工障碍物(如岬角或丁坝)的裂流。它们可能是由沿岸流对障碍物的偏转或由于障碍物背风处的波浪阴影导致的沿岸破碎波高变化所驱动的。因此,驱动机制主要取决于波浪相对于天然或人工障碍物的入射角。我们分析了 42 天的速度剖面测量值,这些测量值是在法国西南部安格雷高能中大潮海滩的天然岬角上进行的。在秋冬季节,随着潮位变化,在 6.5-10.5 米深处收集的,离岸显著波高和周期分别为 0.9-6 米和 8-16 秒,波浪入射角范围为 -20 ◦ 至 20 ◦。这里我们分析了对应于大约 24 天测量的偏转裂口配置,其中随着波浪和潮汐条件的变化,流速计交替位于裂口颈部、裂口头部或远离裂口的位置。偏转裂口与较大的离岸定向速度(高达 0.6 米/秒的深度平均速度)和低能至中等能波的潮汐调制有关。发现偏转裂口的垂直剖面从裂口颈部的深度均匀变化到裂口头部离岸深度变化剧烈的变化,最大速度位于表面附近。裂口的极低频运动非常剧烈,范围为 10-60 分钟,主要峰值周期约为 40 分钟,即周期比通常报告的要长。在冲浪区边缘以外测量到的强烈的离岸速度为偏转裂口提供了新的见解,它是海湾(或结构控制的)海滩与内架和/或相邻海湾之间水和沉积物交换的主要机制。
图 2-1 哈祖斯飓风模型方法示意图..................................................................................................................... 2-3 图 2-2 哈祖斯飓风分析层次..................................................................................................................................... 2-6 图 4-1 平均风廓线......................................................................................................................................................... 4-4 图 4-2 所有 MBL 情况下 RMW 附近的水滴的平均和拟合对数廓线............................................................. 4-6 图 4-3 RMW 附近 10 米处海面阻力系数随平均风速的变化............................................................. 4-7 图 4-4 RMW 外情况的平均风廓线和拟合对数廓线............................................................................................. 4-8 图 4-5 RMW 外情况 10 米处海面阻力系数随平均风速的变化......................................................................... 4-9 图 4-6 10 – 30公里和 30 – 60 公里 RMW 情况..................................................................................................................................................... 4-10 图 4-7 回归模型、Kepert(2001)模型与观测到的边界层高度的比较......................................................................................................................... 4-13 图 4-8 10 至 30 公里和 30 至 60 公里 RMW 情况下 RMW 附近观测到的和建模的速度剖面......................................................................................................... 4-14 图 4-9 在 RMW 附近采集的投掷探空仪数据的建模风速与高度的平均误差......................................................................................... 4-14 图 4-10 RMW 附近 10 米处平均风速与边界层顶部平均风速的建模与观测比值比较......................................................................................................................... 4-16 图 4-11 投掷探空仪数据的建模风速与高度的平均误差在 RMW 区域外拍摄的照片 ............................................................................................................................................. 4-16 图 4-12 完全过渡的陆地平均风速(z 0 =0.03 米)与水面平均风速(z 0 =0.0013 米)与边界层高度的比值 ............................................................................. 4-18 图 4-13 ESDU 和修改后的 ESDU 风速过渡函数 ............................................................................................. 4-18 图 4-14 使用平板模型计算的朝向页面顶部移动的飓风的喷射强度 ............................................................................................................................................. 4-20 图 4-15 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图......................................................................................................................................... 4-22 图 4-16 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图(续)......................................................................................................................................... 4-23 图 4-17 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图(续)......................................................................................................................................... 4-24 图 4-18 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图(续)......................................................................................................................................... 4-25 图 4-19 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图(结束)......................................................................................................................... 4-26 图 4-20 比较图 4-21 美国登陆飓风在开阔地形中模拟和预测的最大地面峰值阵风风速示例比较 ............................................................................................................. 4-29 图 4-22 已消除的剖面示例 ......................................................................................................................................... 4-36 图 4-23 穿越给定飓风的表面气压剖面示例 ......................................................................................................... 4-374-25 图 4-19 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图(完结)......................................................................................................................................... 4-26 图 4-20 15 个登陆飓风的模拟和观测到的最大峰值阵风风速比较......................................................................................................... 4-28 图 4-21 美国登陆飓风在开阔地形中模拟和预测的最大表面峰值阵风风速的示例比较............................................................................. 4-29 图 4-22 已消除剖面的示例......................................................................................................................... 4-36 图 4-23 穿越给定飓风的表面气压剖面示例......................................................................................................... 4-374-25 图 4-19 显示模拟和观测到的风速、表面气压和风向的示例图(完结)......................................................................................................................................... 4-26 图 4-20 15 个登陆飓风的模拟和观测到的最大峰值阵风风速比较......................................................................................................... 4-28 图 4-21 美国登陆飓风在开阔地形中模拟和预测的最大表面峰值阵风风速的示例比较............................................................................. 4-29 图 4-22 已消除剖面的示例......................................................................................................................... 4-36 图 4-23 穿越给定飓风的表面气压剖面示例......................................................................................................... 4-37