兩相流動(dòng)在自然環(huán)境和工業(yè)應(yīng)用中扮演著十分重要的角色,顆粒與湍流的相互作用是近些年來流體力學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。自超大尺度相干結(jié)構(gòu)（VLSMs）在高雷諾數(shù)壁湍流中被發(fā)現(xiàn)以來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)VLSMs的含能、尺度以及產(chǎn)生機(jī)制等問題開展了一系列的研究。然而顆粒對(duì)VLSMs的影響以及大氣表面層（ASL）中PM10的空間結(jié)構(gòu)尚不明確。本論文基于蘭州大學(xué)在青土湖地區(qū)建立的三維觀測(cè)列陣（以下簡(jiǎn)稱“QLOA”）,對(duì)沙塵暴過程以及凈風(fēng)流動(dòng)進(jìn)行了多物理量同步觀測(cè),包括三維風(fēng)速、PM10（顆粒粒徑小于10μm）濃度、近地表輸沙強(qiáng)度等,基于嚴(yán)格的野外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的篩選以及預(yù)處理,獲取了可用于壁湍流研究的凈風(fēng)流動(dòng)的三維風(fēng)速、含沙塵流動(dòng)的三維風(fēng)速以及含沙塵流動(dòng)的PM10濃度數(shù)據(jù)。含沙塵流動(dòng)中,沙粒的平均粒徑d_p為70-105mm,含沙流場(chǎng)的特征尺度（Kolmogorov length scale）為（3.5-7.2）×10^-4 m,顆粒與流場(chǎng)的特征尺度的尺度比為0.1-0.3,ASL沙塵的體積分?jǐn)?shù)Φ_v<10^-6。通過對(duì)這些高質(zhì)量數(shù)... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

圖1-3兩點(diǎn)相關(guān)云圖，圖片來自Lietal.(2012a)文中的

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文 大氣表面層含沙流動(dòng)及 PM10 的流動(dòng)規(guī)律雪后，地表會(huì)結(jié)皮，因而該實(shí)驗(yàn)臺(tái)站不僅能夠?qū)?ASL 大摩阻風(fēng)速（高雷諾數(shù)）凈風(fēng)流動(dòng)進(jìn)行全面觀測(cè)也能對(duì)沙塵暴期間含沙流動(dòng)進(jìn)行全面觀測(cè)，獲取凈風(fēng)流動(dòng)和含沙流動(dòng)中最全面的觀測(cè)數(shù)據(jù)。本節(jié)將重點(diǎn)介紹本論文含沙流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)。

圖 2-2 超聲風(fēng)速儀和沙塵儀探頭測(cè)點(diǎn)安裝示意圖以及儀器圖片。DUSTTRAK II-8530-EP 只能測(cè)量空中小顆粒（PM10）的質(zhì)量濃度，為塵暴期間更加全面的顆粒脈動(dòng)信息，本實(shí)驗(yàn)還在主塔附近近地表 0.2 m裝了測(cè)量沙塵通量的沙粒計(jì)數(shù)測(cè)量?jī)x（Sand Particle Counter，下文簡(jiǎn)稱 儀器安裝如圖 2-3。SPC 采樣頻率為 1Hz，可測(cè)量沙粒粒徑范圍為 30-4塵通量并按 64 組不同粒徑范圍輸出。根據(jù) Q=(1/T)∑64i=1(4 Niri/3S)計(jì)算置處的近地表輸沙強(qiáng)度 Q，其中 T, ,Ni,ri,S 分別表示測(cè)量時(shí)長(zhǎng)（本論文為 1 小時(shí)），沙粒密度（約 2650kgm-3）、在測(cè)量時(shí)長(zhǎng) T 內(nèi)通過探頭沙粒i的沙�？倲�(shù) Ni以及探頭的迎風(fēng)面積（S=5×10-5m2）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Gustiness and coherent structure under weak wind period in atmospheric boundary layer[J]. Li Qi-Long,Cheng Xue-Ling,Zeng Qing-Cun.  Atmospheric and Oceanic Science Letters. 2016(01)
[2]兩相流中柱狀固粒對(duì)流體湍動(dòng)特性影響的研究[J]. 林建忠,林江,石興.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2002(05)
[3]強(qiáng)旋氣─粒兩相湍流的統(tǒng)一二階矩封閉模型[J]. 周力行,廖昌明,陳濤.  工程熱物理學(xué)報(bào). 1994(03)



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