一个近地层中的三维随机扩散模式

利用横向Lagrange时间尺度T_(LY),与稳定度及高度的关系,本文建立了一个三维随机扩散模式,并用它模拟了近地层中地面源的扩散过程。模式计算结果表明:在稳定层结条件下该模式比取T_(LY)为常数得到的模式有明显的改进,而在不稳定条件下这一模式改进不大。     

考虑动量和浮力通量耗散的烟气抬升解析模式

环流湍流对烟流抬升有重要的作用。本文考虑了环境湍流引起的烟流的动量和浮力通量耗散，导出了烟流抬升的控制方程，给出了烟流的轨迹方程和中性条件下热浮力烟流的终极抬升高度。在烟囱附近，轨迹方程接近2/3次律；当下风距离增大时，与2/3次律有明显偏离并逐渐变平。与外场试验资料的比较表明，本模式能较好地模拟浮力烟流的轨迹和终极高度。     

一个对流边界层中的随机扩散模式

通过对对流边界层(CBL)湍流结构的分析,首次提出用两种不同尺度的湍流模拟CBL中的铅直扩散.在此基础上发展了一个随机扩散模式,并用它模拟了典型对流条件下两种高架连续点源的扩散.与Willis水槽模拟和Lamb等人数值模拟以及CONDORS计划外场试验的结果的比较表明,本模式能成功地模拟CBL中的横向积分浓度.与其它数值模式相比,还具有输入参数少、计算量极小和更加简单实用的优点.     

一种横向扩散参量的计算方法

本文提出一种用大气边界层中湍流参量计算横向湍流扩散系数K_Y及横向Lagrange时间尺度T_(LY)的方法。其主要假定是K_Y及T_(LY)决定于横向湍谱参量σ_v和λ_(mv)。实例计算表明:采用本文给出的T_(LY)能得到与实测资料较为相符的结果。     

对流边界层中地面源的铅直扩散模拟

对流边界层(CBL)中高架源浓度轴线下倾而地面源浓度轴线上升。本文分析了形成这种相反的几何图象的机理，从而认为:只要能够恰当模拟CBL中铅直湍流结构的特征，一个粒子随机扩散模式应既能模拟高架源的扩散，也能模拟地面源的扩散。因此，用作者早先模拟高架源的模式模拟了地面源的铅直扩散，同样获得较好的结果，进一步证实了模式的有效性。本文还应用Thomson准则检验了模式，讨论了它在理论上的合理性和适用范围。     

强浮升烟流终极抬升高度的确定

对强浮升烟流,采用通常意义上确定的抬升高度计算污染物浓度分布尤其是地面最大浓度会造成较大的误差。我们认为此时应取地面浓度达最大值处为烟流抬升的截止点。在这一假设条件下,本文得出了强浮升烟流的终极抬升高度计算公式和地面最大浓度距离计算公式。美国PPSP试验资料验证了我们的主要结论。     

基流上重力内波的混沌行为

Lorenz模型中取Prandtl数σ=10能得出混沌解不足以解释自然界中最重要的流体——空气和水中的湍流。本文考虑基本场对扰动场的作用,部分地引入了动量平流项的影响,建立了一个四模扩展Lorenz模型。该模型能在σ等于1时给出混乱的、非周期的输出即混沌,从而帮助解释了大气及水中湍流的发生,同时也说明基流对混沌的产生具有重要的作用。     

论环境湍流对烟气抬升的作用

考虑环境湍流对烟气抬升具有增强烟气夹卷和促进烟气与环境空气间动、热量交换的双重作用，导出了中性层结条件下热烟气浮升的轨迹方程，并且无需对抬升的截止作任何假设，导得了理论的终极抬升公式。经与国内外烟气抬升实测资料对比，发现这些结果与实况基本一致。