二维障碍物阵列绕流与湍流的水槽研究
流体动力学
2020-01-28 v1
摘要
在实验室中生成了中性边界层，以分析模拟城市冠层的二维障碍物阵列内部及上方的平均速度场与湍流场。为研究流动随冠层长宽比(AR)变化的主要特征，考虑了不同的几何构型。为此，给出了AR从1到2的基本湍流参数二维场概要。结果表明，流动场仅在峡谷内部强烈依赖于AR，而外部流动似乎对该参数较不敏感。垂直动量通量则不然，它是受AR影响最大的参数之一，在峡谷内外均如此。实验还表明，当（即掠流态）时，粗糙子层延伸至等于障碍物高度(H)的1.25倍的高度，其上方为延伸至2.7 H的惯性子层。相反，对于（即尾流干涉态）则不存在惯性子层。这在使用相似律推导冠层流动的风与湍流剖面时具有重要意义。此外，给出了流动湍动能黏性耗散率的两个估计。第一个基于脉动应变率张量，第二个与平均应变率张量相关。结果表明两表达式给出相似结果，但前者更复杂，表明后者可在数值模型中以一定可靠性使用。最后，所呈现的数据也可作为验证数值模型的数据集。
引用
@article{arxiv.1601.00535,
title = {Water-channel study of flow and turbulence past a two-dimensional array of obstacles},
author = {Annalisa Di Bernardino and Paolo Monti and Giovanni Leuzzi and Giorgio Querzoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.00535},
year = {2020}
}