Modeling of energy characteristics of atmospheric boundary layer

Authors

  • Sergey Yu. Solovev
  • Evgenii F. Khrapunov

Abstract

В работе приведены отдельные экспериментальные данные по моделированию пограничного слоя атмосферы в Ландшафтной аэродинамической трубе - новой экспериментальной установке ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Моделирование пограничного слоя атмосферы происходит за счет длинной рабочей части аэродинамической трубы и установки в ней вихрегенераторов в виде конусов и элементов дискретной шероховатости в виде призм. На примере моделирования профиля средней и пульсационной составляющих скорости показана возможность воспроизведения не только средних, но и основных энергетических характеристик пограничного слоя атмосферы с приемлемой для инженерных задач точностью. Корректность моделирования средних характеристик устанавливалась путем соотнесения результатов эксперимента с данными, приведенными в руководящих документах. Корректностьмоделирования энергетических характеристик обеспечивается за счет согласования с известными энергетическими соотношениями: законом «-5/3», аппроксимирующими зависимостями Давенпорта, Кармана, Липмана.

Downloads

Download data is not yet available.

References

1. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Москва, 2016. 105 с.

2. Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-4: General actions -Wind actions, European Committee for standardization, 2010. 146 p.

3. Хинце И.О. Турбулентность, ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963. 680 с.

4. Taylor G. I. The Spectrum of Turbulence // Proc. R. Soc. Lond. A. 1938. P. 476-490.

5. Kolmogorov A.N. The local structure of turbulence in incompressible viscous fluid for very large Reynolds numbers // Dokl. Akad. Nauk USSR. 1941. Vol. 30. P. 299.

6. Фрост У. Турбулентность. Принципы и применение. М.: Мир, 1980. 530 с.

7. Повх И. Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1974. 480 с.

8. Wilders P. Parallel Computational Fluid Dynamics // Proceedings of the Parallel CFD 2001 Conference Egmondaan Zee, The Netherlands. May 21-23, 2001.

9. Казакевич М.И. Аэродинамика инженерных сооружений. М., 2014. 168 с.

10. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. М.: Стройиздат, 1978.

11. Burton W. V. Wind Tunnel Simulation of an Atmospheric Boundary Layer // A thesis in mechanical engineering. Texas Tech University, 2001. 73 p.

12. Irwin H. P.A.H. The Design of Spires for Wind Simulation // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1981. P. 361-365.

13. Welch P.D. The use of Fast Fourier Transform for the estimation of power spectra: A method based on time averaging over short, modified periodograms // IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, AU-15. 1967. No. 2. P. 70-73.

14. Van der Hoven I. Power Spectrum of Horizontal Wind Speed in the Frequency Range from 0.0007 to 900 Cycles per Hour // Journal of Meteorology. 1956. P. 160-164.

15. Lamayaa A. El-Gabry. Procedure for Determing Turbulence Length Scales Using Hotwire Anemometry // Nasa/TM -2014-218403. 10 p.

Downloads

Published

2020-08-19

How to Cite

Solovev, S. Y., & Khrapunov, E. F. (2020). Modeling of energy characteristics of atmospheric boundary layer. Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy, 5(4), 689–700. Retrieved from https://math-mech-astr-journal.spbu.ru/article/view/8493

Issue

Vol. 5 No. 4 (2018)

Section

Mechanics

License

Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.