近海区域二阶紊流封闭模型的比较研究.pdf

《近海区域二阶紊流封闭模型的比较研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第1期海洋通报V01．29，No．12010年02月MARINESCIENCEBULLETINFeb．2010近海区域二阶紊流封闭模型的比较研究张卓1，宋志尧2，孔俊1(1．河海大学水文水资源与水利工种科学国家重点实验室江苏南京210098：2．虚拟地理环境重点实验室(教肖部)南京帅范大学．江苏南京210097)摘要：将宙诺应力方程不同封闭方式归结为稳定函数的差异，并以此作为区分标准，总结了6种囡内外采用过的稳定函数并以统‘的形式列出，分析不同紊流模J一稳定函数的分布和影响【^l索，并且通过实验资料进行了比较分

2、析，发现(1)2000年后提出的3种稳定函数得到的临界理企德森数人r2000年前的3种，更符合安际情况，这与舅；在爪强应变相关项和浮力相关项中增加了旋转效应和重分确效应有关：(2)尽管这3种模删考虑的岗素更加全面，但在某蝗特定场合下，如边界层，与实验的吻合程度反不如前3种较早的稳定函数，反映了封闭模删本身存在的缺陷。最后。提出了_二阶紊流封闭模型还待解决的问题。关键词：二阶紊流封闭模型；垂向素动扩散：临界理企德森数；中图分类号；P731．21；P735文献标识码：A文章编号：1001．6932(2010)01．0012

3、—10Comparisonoftwo-orderclosuremodelincoastalareasZHANGZhu01，SONGZhi．ya02，KONGJunl(1．StateKeyLaboratoryofHydrology—WaterResourcesandHydraulicEngineering，HohaiUniversity,Nanjin,210098，China；2．KeyLaboratoryofVirtualGeographicEnvironment(MinistryofEducation)，Nanjin

4、gNormalUniversity,Nanjing210097，China)Abstraet：WithadvanceofknowledgeonturbulenceandcomputercapabiIityinrecentyears．two—orderclosuremodelhasmadenewprocess．Difierenttwo—orderclosuremodelslcadtodifferentstabilityfunctions．Threeearliermodels(before2000)andthreelate

5、rones(after2000)havebeenconcludedinaunifiedfoITflandthenhavebeencomparedinthepaper．Afterthatsomeexperimentaldataarecomparedwiththemodelresults．【tisfoundthat：(1)theIatermodels(after2000)obtainmorerealisticRichardsonNumberthantheearliermodels(before2000)；(2)insome

6、particulartests。suchasboundarylayer．performanceofearliermodelsiSevensuperiortothelater’S，whichreflectsthefaultsofthelaterones．Finally,problemstobesolvedareputforward．Keywords：two．orderclosuremodel；verticalturbulentmixing；criticalRichardsonNumber引言紊流模型发展丁上世纪70年代，

7、最初主要用于气体动力研究中，I酊真正能直接运用到近海水流的紊流模型却不多，Launder(1975)和Rodi(1976)对荸方程，双方程紊流模犁有系统的阐述。直到1982年海洋模式POM(PrincetonOceanModel)的提出，里面附带了一个能处理垂向紊动扩散的模型，这就是最早的二阶紊流封闭模犁——MY(Mellor,Yamada)模型。从此，二阶紊流封闭模型开始逐步取代0阶模型和经验公式，成为三维模型中计算垂向紊动扩散的主流算法。近些年来，随着人们对紊流机理的认识加深及计算机性能的增强，二阶紊流封闭模型义有

8、了新的发展。由十它在模拟边界混合层中的良好表现，在海洋数值计算中得到了广泛的应用，成为解决海洋t}，温度，盐度垂向扩散问题最丰要的方式之一⋯。近年来，随着计算机性能的提高，大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)已开始应用于紊流的研究，但这些精细程度远高于紊流模型的力．法在工程实际问题中却应用寥寥，仅限于处理一些边界简单的问题。