做within-canopy风向与风在行星bounday层?

Question

风在行星边界层(PBL)在短时间内往往是相当平稳和持续时间。在行星边界层,平滑了,涡流与地面摩擦造成的。树冠下面,风可能是更加动荡和平均慢得多。我想知道这些涡流的变化的综合影响树冠内的风向。

多少涡流PBL和地面之间的分散风向?林冠下风向仍与PBL上方的风向?风速遵循类似的模式吗?

Answer 1

流的湍流是一个属性,而不是流体的物理特性。湍流流动在自然进化是由于外部影响和目前时间很少有进化的湍流流动是众所周知的事情。边界条件,如分布的树冠,地貌学,所有决定湍流动力学发挥着至关重要的作用。湍流流动都不同,但他们有相似的内在动力,通过统计方法可以联系的属性意味着流向湍流动力学。

“大螺环上没有螺纹,其速度;和小螺环有较小的螺环;粘度等等。”

刘易斯炒理查森

湍流是一种多尺度现象,小漩涡在动荡非常短的时间尺度。这就会让他们统计独立于平均流量。因此,小型件运动只取决于它提供能量的速度从大的尺度,和速率动能耗散为热能。这两个利率变化的假设是相同的,这样的净利率变化比较小,损耗的速率。

这是柯尔莫哥洛夫的普遍均衡理论的基础。基本上说,能源供应小型件旋涡的速度等于耗散率:

U $ $ ^ 3 / L \ sim \ε\ $ $

换句话说,粘性耗散的影响可以从大规模动态估计,有效的非粘性的。惯性效应导致传输的能量从小型到大型波数空间涡拉伸。平均动能转变为湍流能量流动形式的大旋涡级联到小漩涡等等,剩下的波动被粘滞阻尼最终消散。

湍流速度波动产生大的动量通量在不同区域的流动是一个过程类似于压力(雷诺应力)。雷诺应力是量化的贡献平均流的湍动。因为动量转移机制类似于分子扩散、湍流交换与涡粘性模型。

所有这些讨论仍在边界层内。在边界层平均风供应所需的剪切湍流边界层内。虽然这风是不受湍流边界层内的波动,这是它们存在的原因。