的水平风速的垂直廓线往往是所谓的“log-law”:
$ $ u (z) = (u ^ * / k) \ ln (z / z_0) \ \ mathrm的{}\ z > z_0, $ $
可以发现在这里。
从方程可以看出,z = z_0美元时,u (z) = 0美元。但低于z_0美元会发生什么呢?如果我们继续使用相同的方程,为z < z_0美元,u (z)美元变得消极和变化方向,这似乎是荒谬的。
\ begingroup美元
\ endgroup美元
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3\ begingroup美元 不是z_0地球表面美元吗? \ endgroup美元- - - - - -gerrit ♦2015年8月11日,在14
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1\ begingroup美元 相关:www.hoelymoley.com/questions/4665 \ endgroup美元- - - - - -Deditos2015年8月11日23点
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6\ begingroup美元 一个好的开始是:Garratt, j . r . (1978)。转移为异构大型空气动力学粗糙度的表面特征。皇家气象学会季刊,104 (440),491 - 502。twister.ou.edu/qj/cd1 - 1971 1980/1978/v104n440/s18.pdf \ endgroup美元- - - - - -arkaia2015年8月11日16:28
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3\ begingroup美元 @gerrit,佐薇是粗糙度长度。是相关的典型的高度密集表面障碍,通常称为粗糙度元素。 \ endgroup美元- - - - - -arkaia2015年8月11日下午
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3答案
\ begingroup美元
\ endgroup美元
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这里的关键文本是“z > z_0美元”。这是告诉你,虽然你可以评估方程z美元的其他值,这个范围之外的方程不是一个有效的物理系统的描述。这个方程可以写成分段完成:
u (z) =美元\{病例}开始(u_ * / k) \ ln (z / z_0) & z > z_0 le z_0 \ \ 0 & z \ \{病例}$
但这没有添加任何有用的东西。在实践中,“log-law”是用来描述风剖面超过10米,价值美元的z_0范围从1毫米到2美元,所以值z美元可能会在有效的地区。如果你需要计算接近表面(界面磷层),那么你需要一个不同的方程。
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1\ begingroup美元 @user4624937真的不是我的范围,所以我就报Brutsaert(1982):“在这个子层…有许多不同类型的流类型的表面。”It's very dependent on the nature of the surface obstacles and their arrangement. \ endgroup美元- - - - - -Deditos2015年8月13日,58
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1\ begingroup美元 @user4624937需要navier - stokes方程一般是出了名的难以解决。所以通常采用DNS / LES模拟或使用减少的NS方程相关的提单条款。有很多更有趣的细节,会让这个问题在这个网站。 \ endgroup美元- - - - - -等密度线振荡2015年8月14日21:30
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\ begingroup美元 我以为z_0美元下方,分子扩散占主导地位,和概要文件会分解,或返回$ \压裂{\偏u}{\部分z} = \ν\压裂{\部分^ 2 u}{\部分z ^ 2} $与边界条件u (z_0) = 0美元和u(0) = 0美元,除了在海洋。 \ endgroup美元- - - - - -BarocliniCplusplus2017年7月17日21:23
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z_0美元是一个理论构造,用于其预期用途,不能被认为作为一个物理现实太多的细节。当使用一个日志法来描述风速,它代表了距离地面的对数曲线下降为零。然而,如果速度是在这个高度的测量,它不太可能是零——更详细,finer-scaled过程占主导地位。(我不知道风造型,但从水我猜一个类比,薄之间存在线性边界层地面和对数曲线的点成为主导)
在实践中风速时使用的log-law方法处理速度大的距离(几十米)的高空,不适用当z方法z_0美元美元。需要更详细的技术在这个领域。
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有额外的数学模型为概要文件的风速离地面。比如幂律:$ u $ $ = $ $ b bz ^ $ (u是美元在地面的速度在一个高度z美元;和b美元是美元数字系数(通常假定b = $ $ 1/7美元美元)
另一个风速剖面的表达式是指数公式:u $ $ = $ $美元e ^ {bz}, u美元,美元美元z。和b美元美元之前定义(但这里b不是1/7美元美元)
