边界层气象学课件：CH01_2湍流统计描述.pptxVIP

CH01. 大气湍流基础二、湍流统计描述;1、Taylor冻型湍流假说;℃/s;2、平均量和平均法则;关于时间平均、空间平均和系综平均：;什么条件下时间平均、空间平均和系综平均等同？;平均法则及雷诺平均;A、B为两个变量，c为常量：平均法则总结：;时间变量的局地变化率等于平均变量的时间变化！做为思考题，请自行证明。;雷诺（Reynolds）平均;3、湍流统计参数;1、风速方差、风速标准差、湍流强度;平均风与风速标准差;2、协方差、互相关系数;Problem. Suppose that we erect a short mast instrumented with anemometers to measure the U and W wind components. We record the instantaneous wind speeds every 6 s for a minute, resulting in the following 10 pairs of wind observations: Find the mean, biased variance, and standard deviation for each wind component. Also, find the covariance and correlation coefficient between U and W.;3、自相关函数、自相关系数;同理可以定义欧拉时间自相关函数、自相关系数，对某个固定点的观测：;湍流是连续流体运动的一种形式，在一个不太长的空间距离内或一段不太长的时间内，涨落量可以保持一定程度的相关，随着距离或时间的加长，相关的程度将逐渐降低。相关系数是距离或时间的连续函数，图给出两种常见的相关系数曲线形式。相关系数有何特征？;4、湍流尺度：积分尺度、Taylor微尺度;泰勒引入相关系数的积分来表征湍流场的整体特征长度和时间：;泰勒微时间尺度、泰勒微空间尺度;同理可得泰勒微空间尺度：;泰勒在说明微空间尺度的物理意义时说： “ λ2 is then a measure of the radius of curvature of the Ry curve of y=0.”;5、湍流动能、湍流动能谱密度;湍流动能谱密度：先看看三棱镜分光;再看看太阳光谱辐射通量密度：其他如气溶胶粒径谱、雨滴谱……;湍流动能谱密度;对于空间相关函数，存在同样的傅里叶变换关系;通用湍流能谱图解，双对数图 ;到底湍流能谱具有怎样的函数形式呢？ 且听下回分解！ 伟大的Kolmogorov将从理论上求出湍流能谱的具体表达式