流体壁面粗糙度

两个参数的含义是:

roughness height 粗糙度厚度Ks,也就是通常说的粗糙度,如果Ks=0,则认为是光滑的。如要考虑粗糙度,对于均匀砂粒状表面,可简单任务Ks为砂粒高度;对不均匀表面,可用砂粒平均直径。空气动力学概念粗糙度即粗糙高度或粗糙参数,是地表的一种空气动力学参数。可表示地表(包括陆面、植被和水面)的粗糙程度,具有长度的量纲。在数值上被定义为贴近地面平均风速为零处的高度,但在物理上这一高度并不真正存在。近地层对数分布风速廓线满足此边界条件。粗糙度一般与气流无关,而只决定于地表粗糙单元的几何形状、大小和排列等。对于水面和具有弹性的植被,粗糙度还与风速有关。作为十分粗略的近似,蒙蒂思(J. L. Monteith)总结了经验关系:粗糙度与粗糙单元平均高度h(如植被平均高度)的比值为0.13。但实际上比值是表面特征参数的复杂函数,如莱托(H. Lettau)提出的关系为=0.5Lh/,式中L为粗糙单元迎风面上的平均截距,D为粗糙单元的平均间距。这类公式都带有局限性和经验性。粗糙度可利用中性大气条件下实测的风速廓线推算。典型的粗糙度高度如下:

拖拉管 0.0015 mm

钢 0.046 mm

水泥 0.3-3 mm

roughness constant 粗糙度常数Cs:一般为0.5,对于均匀砂粒表面,不用调整此值;对非均匀砂粒表面,如带有筋板或网眼的表面,一般Cs为0.5~1。

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