Файл: Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы.pdf

в химические реакции и не распадающейся. Однако примесь может отличаться от йщёржащей ее среды по плотности, что приводит к гравитационному..ее оседанию. Примесь, не обладающую_этим свойством, будем называть «легкой» или «невесомой», в обратном же случае'— «тяжелой»_или_«о_седающей».

Турбулентное движение жидкости предполагает наличие неупо­

в эту жидкость примеси. Независимо от того, в каких переменных рассматривается движение, будем считать, что все параметры его являются случайными функциями, имеющими устойчивые средние характеристики. Таким образом, любая величина F в турбулент­

Обозначения средних величин (например, скорости течения, концентрации примеси и других) в тех случаях, когда это не вызы­ вает путаницы, применяются также без знака осреднения, а пуль­ саций — без штрихов. При этом для скорости и ее компонент за­ главная буква означает среднее значение, а соответствующая ей строчная — пульсацию. Дисперсия пульсаций поэтому может быть, обозначена тремя способами

Существуют и применяются несколько способов описания тур­ булентной диффузии. Один из них основан на рассмотрении турбу­ лентности в переменных Лагранжа. Он был впервые заложен в ра­ боте Г. Тейлора (1921) и разрабатывался Г. К- Бэтчелором (1949, 1952), А. М. Обуховым (1959), А. С. Мониным (1960) и др. Другой способ, более ралиий, связан с,именами В. Тэйлора (11916), В. Шмид­ та (1917, 1925) и др. Он основан на обобщении уравнения молеку­ лярной диффузии и приводит к так называемому полуэмпириче­ скому уравнению диффузии.

Эти две основные модели турбулентной диффузии широко ис­ пользуются в настоящей работе. Однако они не исчерпывают все теоретические модели, предназначенные для описания турбулент­ ной диффузии, и не могут обеспечить ответы на все возникающие вопросы. Модель, учитывающая конечность скаростж турбулентных пульсаций, разрабатывалась Мониным (1955, 1956), она приводит к уравнению гиберболического типа; основные положения, относя­ щиеся к этой модели, приведены в последнем параграфе главы.

Наконец, большой цикл результатов получен с помощью ис­ пользования гипотезы о подобии лагранжевых статистических ха­ рактеристик в приземном слое атмосферы. Подробный обзор эгих работ имеется в книгах Монина и Яглома (1965) и (МАЭ, 1968). Результаты могут быть использованы для расчетов вертикальной диффузии от наземного или невысокого источника на достаточно больших расстоянй^х"бт"н,его': Л7~^

1.1. Диффузия как турбулентность в переменных Лагранжа

няться в ней, образуя некоторую загрязненную область. Способ описания этого процесса зависит от характера поступления приме­ си в среду и от того конечного результата, который мы хотим по­

В первом случае рассматривается рассеяние примеси относи­ тельно закрепленной точки — положения закрепленного в про­ странстве, длитель.шэ-Д.ейсхаующего бесконечнс^м-адого (точечного) источника, причем требуется определить всю область' в'Ткоторой в то или иное время примесь могла находиться. Н~друг'о'м случае

Рис. 1.1. Схема дымового факела

* Предполагается, что выходящий из трубы дым ие перегрет и не имеет соб­ ственной скорости, и его чргтип.ц сразу подхватываются ветром. Как правило, это условие не выполняется и необходимо вводить в расчеты соответствующую поправку.

12