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

'2 U I i I I l|

I

I i i i i I 11

I

I I i I I i 11

'

' M i l l

J

' '

M i l l !

' I I

I I

1 1 1 1

J

tc

to1

70

Рис. 4.2.

Зависимость

o\

от

времени

<

по

результа

там

опытов. Ш 4

(1)

и № 10 (2) (слева

наверху -

наклон,

соответствующий

квадратичному

и кубическо

му

.режимам)

Размеры струи внутри кубического режима

позволили

полу­

чить

значения диссипации

турбулентной энергии с помощью

вы-

Таблица

4.4

Сравнение турбулентных

характеристик,

полученных

по

фотографиям

дыма

и в фиксированной

точке

№

Е

сма

/сэ

V < v\ >

У<«1>

А

опыта

Л

"э

сма /с'

м/с

м/с

1

0,65

1,0

0,65

.

0.18

0,30

0,60

2

0,21

20,0

—.

0,11

—

—

3

13,0

0,65

0,66

0,86

0,76

4

2,2

4,0

0,55

0,24

0,35

0,68

5

0,4

0,5

0.S0

0,23

0,34

0,6S

6

4,8

5,8

0.S3

0,36

0,41

0,87

7

3,3

5,6

0,59

0,31

0,51

0,61

8

1,8

.—

—

0,25

—

—

9

1,3

2,1

0,62

0,23

0,55

0,42

10

3,4

4,0

0,85

0,58

0,75

0,77

11

0,26

0,43

0,60

0,14

0,16

0,88

12

1,9*

1,3

—

0,33

0,43

0,77

13

4,4

6,6

0,67

0,29

0,70

0,42

14

0,19

0,20

—

0,13

0,19

0,6S

15

0,02

0,02

1,0

0,06

0,08

0,75

16

3,9*

3,9

0,45

0,55

0,82

Среднее.

0 , 7 1 ± 0 , 1 3

0,69 +

0,14

*

Получено по квадратичному режиму.

ражения

(1.32).

Одновременные

измерения

пульсаций продоль­

коэффициента анизотропии

А = < 4 >

1/2

(4.2)

результатами

измерения

диссипации

энергии е.

Соотношение

между

этой

величиной,

полученной

по

измерениям

дымовых

струй

(е л ),

и

пульсаций

скорости в

фиксированной

точке ( р э ),

позволяет

получить экспериментальное

соотношение

между

Эйлера

С3 '2 = 3,2 С,;

(4.3)

Оценка лагранжева

временного масштаба проводилась разны­

ми способами. Значения

е л и < и ^ > позволили рассчитать ве-

8-1294

113

личину Тол 'П-о формуле (1.35). Величина т о э получена по той же

формуле,

но значения входящих

в нее величин

получены

по из­

меренным

в фиксированной точке

еэ и - < " v >

(с использова­

нием коэффициента анизотропии

0,7; Ламли, Пановский,

1964).

Значение

.времени диффузии т„, которому соответствовало

откло­

стью до 20%, позволило

оценить внешнюю границу инерционно­

го

интервала в переменных Лагранжа.

Наконец, в качестве оцен­

ки

лагранжева

временного

масштаба

использовалось

время т',

при

котором

о| и

совпадают с точностью в 20%.

В среднем

по этим данным оказалось-

^ о э ^ ^ о л ;

-,, =

0,8хо л ; х ' ^ 0 , 9 х о л .

(4.4)

xL = 4 0 =

< v

С,е -

т„ =

0,3т0 ;

т' =

3,3х0 .

(4.5)

2 >

Большое различие между ти

и т', как нетрудно показать,

связано

с тем, что (1.33)

завышает

значения

корреляционной

функции

скоростей при больших т.

•В качестве другого

предела

(Вызова

и др., 1970), полностью

обрезающего

эти

значения,

можно

воспользоваться

линейной

частью выражения

(1.33),

считая,

что RL{T)=0

при т > %

Соот­

ветствующий

аналог функции

(1.36) имеет вид

f

C l

при

С , < 1 / 2 ,

С 2 > 0 ,

(4.6)

D'>(t',t") = l

2С2

при

d >

1/2, С 2 > 0 ,

при

С 1 > 1 / 2 ,

С 2 < 0 ,

I

О

где

t"

t'

С1 = =*'/т0 ;

C 2 = l

+

— .

Использовав эти соотношения, легко получить

Ъ =

^ ° . 9 V

х ' = 1,2т0.

(4.7)

Экспериментальные

данные

(4.4)

ближе

к

(4.7),

чем к

(4.5).

Описанная

в этом

разделе серия опытов

дает

представление

о пределах применимости рабочих моделей

диффузии,

основан­

ных на методах Лагранжа, и о типичных

значениях характерис­

тик диффузии в нижнем слое атмосферы.

4.1.3. Опыты

с

оседающими

примесями

Известные

из литературы

серии опытов

по распространению

в атмосфере

оседающих

частиц

перечислены

в табл. 4.5. Учиты-

вая

разнообразие условий (размеров частиц, характера

и высо­

ты источника, особенностей местности) и в ряде случаев

непол­

ноту

измерения метеорологических параметров, следует

считать,

ской

ССР на

ровной

местности,

покрытой

невысокой

травой и

частично пашней. Полигоны

для

опытов

с частицами

пластмассы

были

выбраны на территории Калужской и Московской

областей

и на

юге

Днепропетровской

области. Первый полигон

располо­

жен

на равнинной, слегка

пересеченной

долинами рек

местности

с лесными

массивами

и

полями;

почти

вся

территория второго

полигона представляет

собой сельскохозяйственный

район. Во

всех

случаях

пункты

для сбора

проб

выбирались

в

открытой

местности.

Опыты Дунского (Дунсюий и др.,

1966)

с линейным

самолет­

ным источником проводились

летом

в

довольно сложных метео­

рологических условиях — при

переходе

от

дневного

неустойчи-