在大氣表面層中的湍流運動具有較強的脈動性。近期的一些研究表明在大氣表面層中存在大尺度/超大尺度的湍流相干結(jié)構(gòu),其對大氣表面層湍動能和雷諾應力有著重要的貢獻。而且,大氣表面層湍流運動對于熱量、動量和物質(zhì)的輸運都有著重要的影響。但是,現(xiàn)有的風沙流模型和粉塵輸運模型都不能很好的體現(xiàn)實際大氣表面層中的湍流運動。為此,本學位論文基于野外觀測數(shù)據(jù)對現(xiàn)有的風沙流和粉塵輸運模型進行了改進,即,將大氣表面層湍流運動引入到模型中。具體思路為:1)基于對不同尺度湍流運動的表征實現(xiàn)對大氣表面層流向和垂向風速的預測（表征參數(shù)根據(jù)野外觀測數(shù)據(jù)確定）,從而構(gòu)建出二維風速脈動場;2)將二維風速脈動引入到風沙流模型的沙粒躍移的子過程中,從而實現(xiàn)對考慮湍流的風沙流的模擬;3)將二維風速脈動引入到粉塵輸運模型的粉塵顆粒運動方程中,從而實現(xiàn)對考慮湍流的粉塵輸運的預測。應用改進后的模型對風沙流統(tǒng)計性質(zhì)和粉塵輸運性質(zhì)開展了研究。得到的主要結(jié)果有:1)模型預測結(jié)果與已有的實驗結(jié)果較好的吻合,這說明本論文改進的模型是有效的;2)單寬輸沙率、平均躍移高度、平均躍移長度這些物理量的均值在考慮湍流前后相對誤差大于20%。而且,對于單寬輸沙... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：167 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

拍自青土湖實驗觀測場地（QLOA，QingtuLakeObservationArray）周邊的沙漠地表

1-2 澳大利亞 Murray River 上空的塵云。引自 Shao（2008）也存在極大的危害，由風沙運動產(chǎn)生的粉塵排放是氣間接地影響大氣輻射平衡，從而影響全球氣候變化，許多對人類健康和環(huán)境構(gòu)成威脅的污染物，包括金屬o,2008；Prospero et al.,1999；O’Hara et al.,2000），導 所示。而嚴重沙塵暴事件，甚至可能會威脅到人類的損失。據(jù)報道（Yabuki et al.,2002）在北京嚴重沙塵度高達 5-10 mg/m-3。而在塵埃源附近，粉塵濃度可超 18 日至 24 日發(fā)生的東北亞沙塵暴造成了中國北部和例如機場和學校的關閉）。在 2002 年 10 月 21 日至 2沙塵暴，其中一些沿海城市（例如布里斯班）測量的Chan et al.,2005）。此外，風沙運動如果發(fā)生在農(nóng)業(yè)區(qū)在風沙運動事件發(fā)生期間，粒徑較小的土壤顆粒會被由于它們富含營養(yǎng)和有機物質(zhì)，留下較粗糙且較不肥

位論文 基于多尺度湍流運動重構(gòu)的風沙流模擬及粉塵7；Beard and Heymsfield,1988；Malcolm and Raupach,1垂直擴散速度比值（Hunt and Weber,1979；Cervone an96； Ni o et al.,2003）、平均軌跡長度（Anderson,1987運動模式進行分類。例如，以沉降末速度與流體的垂直的模式劃分：懸移（比值遠小于 0.12（Gillette and Iao et al.,1996）或者 1.0 （Cervone and Scott,1995），躍）。需要注意的是，這里幾個輸運方式并不是獨立的，和粒徑概率密度分布發(fā)生變化的，每個模式連續(xù)變換到些方案之間的粒徑的劃分僅僅是近似的，并不等同。在占沙塵暴期間總沙通量的 75%以上，并且通常會引發(fā)其浮方式前行的粉塵的排放和以蠕動方式前行的大粒徑程在風沙運輸過程中起著重要作用。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Gusty wind disturbances and large-scale turbulent structures in the neutral atmospheric surface layer[J]. HaiHua Gu,GuoHua Wang,Wei Zhu,XiaoJing Zheng.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2019(11)



本文編號：3518485