中文

稠密高耸冠层上的城市边界层

流体动力学 2021-08-04 v2 大气与海洋物理

摘要

对四种城市形态进行了风洞实验:两种等高的高耸冠层,以及两种元素高度差异很大的超高超高冠层(其中最大元素高度超过平均冠层高度的两倍,即hmaxh_{max}=2.5 havgh_{avg})。{所有表面的平均冠层高度和填充密度分别固定为havg=80h_{avg} = 80 mm和λp=0.44\lambda_{p} = 0.44。}结合激光多普勒风速仪和直接阻力测量,计算并缩放了{边界层深度δ\delta内的}平均风速剖面。在等高实验中,高填充密度导致了“掠流”状态,冠层内几乎没有气流穿透。这导致了出人意料的浅粗糙子层(z1.15havgz\approx1.15h_{avg}),其上方为定义良好的惯性子层。{在非等高冠层中,尽管填充密度和平均高度相同,流动特征却显著不同。}{高度异质性增强了混合,从而促使气流深入穿透冠层。发现存在更深的粗糙子层,并延伸至刚好高于最高元素高度处(对应z/havg=2.85z/h_{avg} = 2.85)},其被发现是控制流动行为的主导长度尺度。{结果表明,尽管地表粗糙度严重(δ/havg=36.25\delta/h_{avg} = 3 - 6.25),本文考虑的所有表面均存在惯性子层}。这与既往文献相悖。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.07156,
  title  = {Urban boundary layers over dense and tall canopies},
  author = {Alexandros Makedonas and Matteo Carpentieri and Marco Placidi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07156},
  year   = {2021}
}

备注

25 pages, 12 figures. Revised submission to Boundary-Layer Meteorology