Численное исследование воздействия поверхностного теплового пятна и шероховатости на структуру устойчиво стратифицированного пограничного слоя атмосферы Текст научной статьи по специальности «Математика»

80 Математические модели физики атмосферы, океана и окружающей среды

Численное исследование воздействия поверхностного теплового пятна и шероховатости на структуру устойчиво стратифицированного пограничного слоя атмосферы

Л. И. Курбацкая

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: L.Kurbatskaya@ommgp.sscc.ru DOI: 10.24412/cl-35065-2022-1-01-07

В докладе приводятся результаты мезомасштабного моделирования структурных особенностей устойчиво стратифицированного пограничного слоя атмосферы (ПСА) над урбанизированной поверхностью с помощью нелокальной модели турбулентности, аккуратно учитывающей воздействие эффектов плавучести на турбулентный перенос импульса и тепла. Для анализа структуры течения и статистики турбулентности устойчиво стратифицированного пограничного слоя атмосферы применена RANS схема турбулентности [1, 2], включающая эффект внутренних волн. Рассматривается влияние поверхностного теплового пятна и крупномасштабной шероховатости. Структурные элементы крупномасштабной шероховатости явно не разрешаются, а эффект их влияния на трансформацию полей скорости, температуры и турбулентность учитывается параметрически, в определяющие уравнения пограничного слоя (и уравнения переноса трехпараметрической модели турбулентности) в аддитивной форме включаются дополнительные источниковые члены [3]. Результаты вычислений показывают, что развитая модель способна воспроизвести наиболее важные структурные особенности турбулентности в городском слое препятствий вблизи урбанизированной поверхности городского ПСА, а также воздействие городской шероховатости и теплового пятна на глобальную структуру полей ветра и температуры над урбанизированной поверхностью.

Работа была выполнена в рамках госзадания ИВМиМГ СО РАН № 0251-2021-0003 и при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундментальных исследований (проект 20-01-00560 А).

Список литературы

1. Kurbatskii A. F., Kurbatskaya L. I. Investigation of a stable boundary layer using an explicit algebraic model of turbulence // Thermophysics and Aeromechanics, 2019. V. 26, N 3. P. 335-350.

2. Курбацкий А. Ф., Курбацкая Л. И. Явная алгебраическая модель турбулентности планетарного пограничного слоя: тестовый расчет нейтрально стратифицированного атмосферного пограничного слоя // Теплофизика и аэромеханика. 2017. Т. 24. № 5. С. 725-738.

3. Курбацкий А. Ф., Курбацкая Л. И. Трехпараметрическая модель турбулентности для атмосферного пограничного слоя над урбанизированной поверхностью // Изв. АН. Физика атмосферы и океана. 2006. Т. 42, № 4. С. 476-494.

К решению задачи идентификации источника выброса в атмосферном слое

О. Н. Лапина, А. С. Жук, В. С. Харин Кубанский государственный университет Email: olga_ln@mail.ru DOI: 10.24412/cl-35065-2022-1-01-08

Рассматривается плоская задача идентификации постоянного по времени источника загрязняющей примеси для однородного слоя атмосферы. Используются данные концентраций вещества, полученные в результате решения прямой задачи с заданными "точными" характеристиками функции источника. Прямая задача рассеяния примеси в однородном слое решается путем применения интегрального преобразования Фурье - Лапласа [1] Обратная задача сводится к оптимизационной постановке, для ее решения использованы квазиньютоновский метод с учетом фиксированных верхних и нижних границ переменных,