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龍卷風的數值仿真 版權信息
- ISBN：9787568071024
- 條形碼：9787568071024 ; 978-7-5680-7102-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
龍卷風的數值仿真 本書特色
本書較為詳細地介紹了龍卷風風災事件，通過較為詳細的數學推導給出了龍卷風的模擬方法，從*基本的龍卷風形態開始逐步推進至復雜的龍卷風形態，并且介紹了龍卷風對建筑物的災害作用，以及龍卷風所引起的飛擲物特性。本書圖文并茂，對初步接觸龍卷風的科研工作者有一定的借鑒意義。
龍卷風的數值仿真 內容簡介
本書的主要內容旨在介紹龍卷風的數值模擬方法，相比其他自然災害，龍卷風在中國發生頻率不算太高，這也導致龍卷風災害在防災減災方面受到的重視不夠，沒有單獨的預警機制，被歸于氣象災害預警當中。在目前的技術水平下，龍卷風無法預報，只能預警，雖然準確率有限，但是提前預警可以為民眾爭取一定的躲避時間。研究龍卷風的預警和計算是很好有必要的。本書的具體包括：龍卷風的數值建模、龍卷風渦旋動力學研究、龍卷風渦旋相似性、龍卷風的雷諾數影響、龍卷風的亞臨界渦破裂、粗糙度和龍卷風平移影響、龍卷風誘導的氣動力、以及龍卷風引起的飛擲物特性等章節，適合從事特別氣象等特異風災的防災減災專業的科研人員與研究生閱讀。
龍卷風的數值仿真 目錄
目錄
第1章概述1
1.1研究背景2
1.2龍卷風的分類3
1.3文獻綜述5
1.4本書的目的和結構11
第2章數值方法13
2.1有限體積法13
2.2LES湍流模型15
2.3模擬地面粗糙度和龍卷風平移17
2.4滑動網格法18
2.5收斂標準18
2.6粒子模型19
2.7總結20
第3章龍卷風狀渦旋的動力學研究21
3.1數值模擬參數21
3.2湍流特征24
3.3龍卷風狀渦旋的動力特性33
3.4總結38
第4章龍卷風狀渦旋的相似性40
4.1數值模擬參數40
4.2流場特性43
4.3龍卷風渦旋的相似性57
4.4總結61
第5章雷諾數對龍卷風狀渦旋流場的影響63
5.1模擬方法63
5.2結果和討論66
5.3總結87
第6章亞臨界渦旋破裂階段龍卷風的數值研究88
6.1流場數據89
6.2瞬時流場100
6.3總結105
第7章粗糙度和龍卷風平移的影響107
7.1數值模擬的參數107
7.2時間平均流場109
7.3龍卷風渦旋的相似性118
7.4總結120
第8章龍卷風誘導氣動力121
8.1數值模擬參數121
8.2數值模擬結果124
8.3使用風洞預測龍卷風誘導力127
8.4總結132
第9章固定龍卷風狀渦旋在冷卻塔上的風荷載133
9.1數值模型133
9.2數值模型的驗證138
9.3龍卷風造成的冷卻塔風荷載140
9.4結論與討論145
第10章龍卷風不同階段的緊致型飛擲物147
10.1數值模型147
10.2結果和討論149
10.3總結166
第11章多渦龍卷風引起的緊致型飛擲物的特性168
11.1工況設置168
11.2結果和討論169
11.3結論與討論183
第12章龍卷風飛擲物對低層建筑的影響185
12.1工況設置185
12.2結果和分析186
12.3總結198
附錄A軸對稱NS方程動量收支平衡的計算200
附錄B一種模擬地面粗糙度的方法201
附錄C直線風荷載203
參考文獻205
第1章概述1
1.1研究背景2
1.2龍卷風的分類3
1.3文獻綜述5
1.4本書的目的和結構11
第2章數值方法13
2.1有限體積法13
2.2LES湍流模型15
2.3模擬地面粗糙度和龍卷風平移17
2.4滑動網格法18
2.5收斂標準18
2.6粒子模型19
2.7總結20
第3章龍卷風狀渦旋的動力學研究21
3.1數值模擬參數21
3.2湍流特征24
3.3龍卷風狀渦旋的動力特性33
3.4總結38
第4章龍卷風狀渦旋的相似性40
4.1數值模擬參數40
4.2流場特性43
4.3龍卷風渦旋的相似性57
4.4總結61
第5章雷諾數對龍卷風狀渦旋流場的影響63
5.1模擬方法63
5.2結果和討論66
5.3總結87
第6章亞臨界渦旋破裂階段龍卷風的數值研究88
6.1流場數據89
6.2瞬時流場100
6.3總結105
第7章粗糙度和龍卷風平移的影響107
7.1數值模擬的參數107
7.2時間平均流場109
7.3龍卷風渦旋的相似性118
7.4總結120
第8章龍卷風誘導氣動力121
8.1數值模擬參數121
8.2數值模擬結果124
8.3使用風洞預測龍卷風誘導力127
8.4總結132
第9章固定龍卷風狀渦旋在冷卻塔上的風荷載133
9.1數值模型133
9.2數值模型的驗證138
9.3龍卷風造成的冷卻塔風荷載140
9.4結論與討論145
第10章龍卷風不同階段的緊致型飛擲物147
10.1數值模型147
10.2結果和討論149
10.3總結166
第11章多渦龍卷風引起的緊致型飛擲物的特性168
11.1工況設置168
11.2結果和討論169
11.3結論與討論183
第12章龍卷風飛擲物對低層建筑的影響185
12.1工況設置185
12.2結果和分析186
12.3總結198
附錄A軸對稱NS方程動量收支平衡的計算200
附錄B一種模擬地面粗糙度的方法201
附錄C直線風荷載203
參考文獻205
展開全部
龍卷風的數值仿真 節選
龍卷風通常是由一種被稱為超晶格的雷暴發展而來。超晶格中包含“中尺度氣旋”——一個位于大氣中幾英里高的有組織的旋轉區域，通常有2~10公里寬。產生自超晶格的大多數龍卷風都遵循一個可識別的生命周期。當出現不斷增加的降雨并伴隨著一塊快速下降的空氣區域時，龍卷風這種極端自然現象就會出現。下沉氣流在接近地面時加速，并將超晶格旋轉的中氣旋拖向地面。當中氣旋降低到云層底部以下時，風暴的下沉氣流區涼爽、潮濕的空氣被吸走。上升氣流中的暖空氣和冷空氣的匯聚，形成旋轉的壁云。隨著上升氣流的增強，在表面形成一個低壓區，以一個可見的冷凝漏斗的形式將聚焦的中氣旋拉下來，這就形成了龍卷風。雖然上面所述的龍卷風形成的過程不完整，很多形成過程中的重要細節被遺漏，但是，從工程的角度來看，龍卷風是如何形成的并不重要，因為工程師們所關心的是龍卷風中流場與土木結構的相互作用，以及如何設計能夠抵抗龍卷風襲擊的建筑結構這些問題。因此，研究具體的流場和作用在建筑物上的氣動力將是本書的主要研究內容。
龍卷風的數值仿真 作者簡介
2013年日本東京大學博士畢業，師從日本風能學會主席石原孟教授，2015年回國后，在華中科技大學任職，已在計算風工程與風能運用領域以第一作者發表SCI檢索論文23篇，論文總影響因子已達80+。在計算風工程與風能運用方向主持國家自然科學基金2項，省部級課題1項，2018年入選湖北省楚天學者，并于2019年晉升博士生導師。
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