CC BY
1686
Секция 5
рассчитанного речного стока с измеренными значениями. В качестве критериев оценки рассматривались статистические характеристики: систематическая ошибка расчета, коэффициент корреляции и эффективность расчета по Нэшу - Сатклиффу. Показано, что линейные модели адекватно воспроизводят годовой ход речного стока с высоким весенним половодьем и межгодовую динамику речного стока при условии достаточно хорошей согласованности схематизированной сети речных каналов с реальной речной сетью.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИВМиМГ СО РАН (проект №0315-2019-0004) и при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 20-05-00241).
Вихревое перемешивание импульса и тепла в устойчиво стратифицированных пограничных слоях: численное исследование
Л. И. Курбацкая
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: L. Kurbatskaya@ommgp.sscc.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10146
В работе анализируются особенности турбулентного переноса импульса и тепла в нейтрально стратифицированном и устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы (ПСА) и возможности их учета в RANS (Reynolds Average Navier Stokes) моделях турбулентности. К таким особенностям относится, например, перенос импульса (но не тепла) внутренними гравитационными волнами в условиях сильной устойчивости, формирование струи низкого уровня. Модели для вихревых коэффициентов диффузии импульса и тепла получены в результате записи дифференциальных уравнений для напряжений Рейнольдса и вектора турбулентного потока тепла в слабо равновесном приближении, в котором пренебрегается адвекцией и диффузией некоторых безразмерных величин. Явная алгебраическая модель рейнольдсовых напряжений и вектора турбулентного потока тепла для пограничного слоя тестируется в нейтрально стратифицированном и устойчиво стратифицированном пограничном слое атмосферы над однородной шероховатой поверхностью. В рассматриваемом варианте алгебраической модели, построенной на физических принципах RANS приближения для стратифицированной турбулентности, используются три прогностических уравнения: для кинетической энергии турбулентности, скорости ее спектрального расходования и дисперсии температурных флуктуаций. Результаты тестирования показывают правильное воспроизведение основных характеристик нейтрального и устойчивого ПСА: компонент скорости среднего ветра, угла поворота ветра, турбулентную статистику. Тестовые расчеты показывают, что данная модель может быть использована для целенаправленных исследований атмосферного пограничного слоя при решении различных задач окружающей среды.
Работа была выполнена в рамках госзадания Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН № 0315-2019-0004, при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Новосибирской области в рамках научного проекта 18-48-540005 и частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научного проекта № 20-01-00560А.
Список литературы
1. Kurbatskii A. F., Kurbatskaya L. I. Eddy transport in the stably stratified planetary boundary layers and in the free atmosphere: upper troposphere and lower stratosphere [10833-91], 24th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. Proceedings of SPIE 0277-786X, V. 10833, 2018. [10833-91]. 10833 7F.
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.
