1、湍流閉合技術(shù)(1)復(fù)習(xí)靜力穩(wěn)定度與動(dòng)力穩(wěn)定度針對(duì)什么問(wèn)題提出？如何判斷？（判據(jù)）靜力穩(wěn)定度，動(dòng)力穩(wěn)定度無(wú)“運(yùn)動(dòng)”不取決于風(fēng)取決于風(fēng)切變浮力產(chǎn)生湍流風(fēng)切變產(chǎn)生湍流理查孫數(shù)通量理查孫數(shù) =浮力項(xiàng)機(jī)械 切變項(xiàng)某一夜間局部理查孫數(shù)隨高度與時(shí)間的演變當(dāng) 時(shí)，片流變成湍流當(dāng) 時(shí)，湍流變成片流開(kāi)始新內(nèi)容 湍流偏差預(yù)報(bào)方程湍流方差預(yù)報(bào)方程湍流通量預(yù)報(bào)方程湍流動(dòng)能預(yù)報(bào)方程？ 在做湍流邊界層預(yù)報(bào)時(shí)，即使只預(yù)報(bào)平均量，也必須考慮湍流！Endless，無(wú)窮無(wú)盡！結(jié)論：描述湍流的流體方程永遠(yuǎn)是不閉合的，換言之，湍流的總體統(tǒng)計(jì)描述要求一個(gè)無(wú)限方程組。二級(jí)矩三級(jí)矩四級(jí)矩不要嫌我鼓噪，湍流閉合問(wèn)題確實(shí)是世界難題！至今為止，所

2、有頂尖物理學(xué)家與數(shù)學(xué)家在它面前都頓然失色！ 也許解決了困惑世間智者長(zhǎng)達(dá)358年的費(fèi)馬大定理的天才懷爾斯有辦法，我得去問(wèn)問(wèn)他不過(guò)，即使他那套解決無(wú)窮問(wèn)題的遞推方法在數(shù)學(xué)上能夠搞定湍流問(wèn)題，然而也很難應(yīng)用于實(shí)際！用簡(jiǎn)化例子表示各種動(dòng)量的統(tǒng)計(jì)矩量未知量和方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以說(shuō)明湍流閉合問(wèn)題。全方程組含有更多的未知量方程閉合問(wèn)題封閉 ，不封閉：對(duì)方程組而言，方程個(gè)數(shù)與變量個(gè)數(shù)相同則封閉，少于叫不封閉。參數(shù)化：用已知的量近似表示未知量 使求解的方程數(shù)目有限。有關(guān)湍流閉合的術(shù)語(yǔ)：閉合階數(shù) 參數(shù)化 閉合方案0 階 階1 階1 階 階局部閉合非局部閉合取決研究者的描述與創(chuàng)造力行星三定律萬(wàn)有引力定律高階閉合閉合方

3、案xzy閉合階數(shù)以保留的最高階預(yù)報(bào)方程命名，如：一階閉合：保留一階方程，二級(jí)矩被近似（參數(shù)化）參數(shù)化取決于研究者的描述與創(chuàng)造力參數(shù)，實(shí)驗(yàn)給定很難完美，也不可能完美！希望它是適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行參數(shù)化要求： 物理上合理，此外， 有與未知量相同的量綱 有相同的張量特性 有相同的對(duì)稱性 滿足相同的收支方程由此可見(jiàn)，采用局部閉合居多！局部閉合0 階以保留的最高階預(yù)報(bào)方程命名，如：一階閉合：保留一階方程，二級(jí)矩被近似（參數(shù)化）沒(méi)有保留預(yù)報(bào)方程，平均量直接空間給定1/2 階保留預(yù)報(bào)方程，平均量的空間分布形式固定 （給定廓線）但隨時(shí)間平移1 階水平均勻、忽略下沉、干環(huán)境，地轉(zhuǎn)風(fēng)已知問(wèn)題：此方程采用了哪些假設(shè)？意味著通量沿局地梯度流動(dòng)梯度輸送理論，K理論如果湍渦尺度很小，適用；如果湍渦尺度很大，不適用；K 0有時(shí)會(huì)發(fā)生逆梯度輸送的情況渦動(dòng)粘滯系數(shù) 渦動(dòng)擴(kuò)散率 渦動(dòng)輸送系數(shù)湍流輸送系數(shù) 梯度輸送系數(shù)不同變量有不同K值請(qǐng)判斷下列閉合方案是局地閉合還是非局地閉合滯彈性近似三維氣流數(shù)值模式 例子運(yùn)用討論 在假定只存在一些小湍渦時(shí)，在靜力穩(wěn)定環(huán)境中一般認(rèn)為是負(fù)熱通量。換句話說(shuō)，在冷空氣上方具有暖空氣的環(huán)境中，湍流使暖空氣沿梯度向冷空氣移動(dòng)，在這種情況下，通量是向下的（或負(fù)的）。問(wèn)題A 已知對(duì)背景穩(wěn)定環(huán)境中的湍流 ，其中局地遞減率是 ，求出運(yùn)動(dòng)熱通量 。問(wèn)題B問(wèn)題C 已知背景水平均勻環(huán)境中的湍流 求討論無(wú)論 是正