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龍卷風(fēng)的數(shù)值仿真 版權(quán)信息
- ISBN：9787568071024
- 條形碼：9787568071024 ; 978-7-5680-7102-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
龍卷風(fēng)的數(shù)值仿真 本書特色
本書較為詳細(xì)地介紹了龍卷風(fēng)風(fēng)災(zāi)事件，通過較為詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)給出了龍卷風(fēng)的模擬方法，從*基本的龍卷風(fēng)形態(tài)開始逐步推進(jìn)至復(fù)雜的龍卷風(fēng)形態(tài)，并且介紹了龍卷風(fēng)對(duì)建筑物的災(zāi)害作用，以及龍卷風(fēng)所引起的飛擲物特性。本書圖文并茂，對(duì)初步接觸龍卷風(fēng)的科研工作者有一定的借鑒意義。
龍卷風(fēng)的數(shù)值仿真 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書的主要內(nèi)容旨在介紹龍卷風(fēng)的數(shù)值模擬方法，相比其他自然災(zāi)害，龍卷風(fēng)在中國(guó)發(fā)生頻率不算太高，這也導(dǎo)致龍卷風(fēng)災(zāi)害在防災(zāi)減災(zāi)方面受到的重視不夠，沒有單獨(dú)的預(yù)警機(jī)制，被歸于氣象災(zāi)害預(yù)警當(dāng)中。在目前的技術(shù)水平下，龍卷風(fēng)無法預(yù)報(bào)，只能預(yù)警，雖然準(zhǔn)確率有限，但是提前預(yù)警可以為民眾爭(zhēng)取一定的躲避時(shí)間。研究龍卷風(fēng)的預(yù)警和計(jì)算是很好有必要的。本書的具體包括：龍卷風(fēng)的數(shù)值建模、龍卷風(fēng)渦旋動(dòng)力學(xué)研究、龍卷風(fēng)渦旋相似性、龍卷風(fēng)的雷諾數(shù)影響、龍卷風(fēng)的亞臨界渦破裂、粗糙度和龍卷風(fēng)平移影響、龍卷風(fēng)誘導(dǎo)的氣動(dòng)力、以及龍卷風(fēng)引起的飛擲物特性等章節(jié)，適合從事特別氣象等特異風(fēng)災(zāi)的防災(zāi)減災(zāi)專業(yè)的科研人員與研究生閱讀。
龍卷風(fēng)的數(shù)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(fēng)的分類3
1.3文獻(xiàn)綜述5
1.4本書的目的和結(jié)構(gòu)11
第2章數(shù)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(fēng)平移17
2.4滑動(dòng)網(wǎng)格法18
2.5收斂標(biāo)準(zhǔn)18
2.6粒子模型19
2.7總結(jié)20
第3章龍卷風(fēng)狀渦旋的動(dòng)力學(xué)研究21
3.1數(shù)值模擬參數(shù)21
3.2湍流特征24
3.3龍卷風(fēng)狀渦旋的動(dòng)力特性33
3.4總結(jié)38
第4章龍卷風(fēng)狀渦旋的相似性40
4.1數(shù)值模擬參數(shù)40
4.2流場(chǎng)特性43
4.3龍卷風(fēng)渦旋的相似性57
4.4總結(jié)61
第5章雷諾數(shù)對(duì)龍卷風(fēng)狀渦旋流場(chǎng)的影響63
5.1模擬方法63
5.2結(jié)果和討論66
5.3總結(jié)87
第6章亞臨界渦旋破裂階段龍卷風(fēng)的數(shù)值研究88
6.1流場(chǎng)數(shù)據(jù)89
6.2瞬時(shí)流場(chǎng)100
6.3總結(jié)105
第7章粗糙度和龍卷風(fēng)平移的影響107
7.1數(shù)值模擬的參數(shù)107
7.2時(shí)間平均流場(chǎng)109
7.3龍卷風(fēng)渦旋的相似性118
7.4總結(jié)120
第8章龍卷風(fēng)誘導(dǎo)氣動(dòng)力121
8.1數(shù)值模擬參數(shù)121
8.2數(shù)值模擬結(jié)果124
8.3使用風(fēng)洞預(yù)測(cè)龍卷風(fēng)誘導(dǎo)力127
8.4總結(jié)132
第9章固定龍卷風(fēng)狀渦旋在冷卻塔上的風(fēng)荷載133
9.1數(shù)值模型133
9.2數(shù)值模型的驗(yàn)證138
9.3龍卷風(fēng)造成的冷卻塔風(fēng)荷載140
9.4結(jié)論與討論145
第10章龍卷風(fēng)不同階段的緊致型飛擲物147
10.1數(shù)值模型147
10.2結(jié)果和討論149
10.3總結(jié)166
第11章多渦龍卷風(fēng)引起的緊致型飛擲物的特性168
11.1工況設(shè)置168
11.2結(jié)果和討論169
11.3結(jié)論與討論183
第12章龍卷風(fēng)飛擲物對(duì)低層建筑的影響185
12.1工況設(shè)置185
12.2結(jié)果和分析186
12.3總結(jié)198
附錄A軸對(duì)稱NS方程動(dòng)量收支平衡的計(jì)算200
附錄B一種模擬地面粗糙度的方法201
附錄C直線風(fēng)荷載203
參考文獻(xiàn)205
第1章概述1
1.1研究背景2
1.2龍卷風(fēng)的分類3
1.3文獻(xiàn)綜述5
1.4本書的目的和結(jié)構(gòu)11
第2章數(shù)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(fēng)平移17
2.4滑動(dòng)網(wǎng)格法18
2.5收斂標(biāo)準(zhǔn)18
2.6粒子模型19
2.7總結(jié)20
第3章龍卷風(fēng)狀渦旋的動(dòng)力學(xué)研究21
3.1數(shù)值模擬參數(shù)21
3.2湍流特征24
3.3龍卷風(fēng)狀渦旋的動(dòng)力特性33
3.4總結(jié)38
第4章龍卷風(fēng)狀渦旋的相似性40
4.1數(shù)值模擬參數(shù)40
4.2流場(chǎng)特性43
4.3龍卷風(fēng)渦旋的相似性57
4.4總結(jié)61
第5章雷諾數(shù)對(duì)龍卷風(fēng)狀渦旋流場(chǎng)的影響63
5.1模擬方法63
5.2結(jié)果和討論66
5.3總結(jié)87
第6章亞臨界渦旋破裂階段龍卷風(fēng)的數(shù)值研究88
6.1流場(chǎng)數(shù)據(jù)89
6.2瞬時(shí)流場(chǎng)100
6.3總結(jié)105
第7章粗糙度和龍卷風(fēng)平移的影響107
7.1數(shù)值模擬的參數(shù)107
7.2時(shí)間平均流場(chǎng)109
7.3龍卷風(fēng)渦旋的相似性118
7.4總結(jié)120
第8章龍卷風(fēng)誘導(dǎo)氣動(dòng)力121
8.1數(shù)值模擬參數(shù)121
8.2數(shù)值模擬結(jié)果124
8.3使用風(fēng)洞預(yù)測(cè)龍卷風(fēng)誘導(dǎo)力127
8.4總結(jié)132
第9章固定龍卷風(fēng)狀渦旋在冷卻塔上的風(fēng)荷載133
9.1數(shù)值模型133
9.2數(shù)值模型的驗(yàn)證138
9.3龍卷風(fēng)造成的冷卻塔風(fēng)荷載140
9.4結(jié)論與討論145
第10章龍卷風(fēng)不同階段的緊致型飛擲物147
10.1數(shù)值模型147
10.2結(jié)果和討論149
10.3總結(jié)166
第11章多渦龍卷風(fēng)引起的緊致型飛擲物的特性168
11.1工況設(shè)置168
11.2結(jié)果和討論169
11.3結(jié)論與討論183
第12章龍卷風(fēng)飛擲物對(duì)低層建筑的影響185
12.1工況設(shè)置185
12.2結(jié)果和分析186
12.3總結(jié)198
附錄A軸對(duì)稱NS方程動(dòng)量收支平衡的計(jì)算200
附錄B一種模擬地面粗糙度的方法201
附錄C直線風(fēng)荷載203
參考文獻(xiàn)205
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龍卷風(fēng)的數(shù)值仿真 節(jié)選
龍卷風(fēng)通常是由一種被稱為超晶格的雷暴發(fā)展而來。超晶格中包含“中尺度氣旋”——一個(gè)位于大氣中幾英里高的有組織的旋轉(zhuǎn)區(qū)域，通常有2~10公里寬。產(chǎn)生自超晶格的大多數(shù)龍卷風(fēng)都遵循一個(gè)可識(shí)別的生命周期。當(dāng)出現(xiàn)不斷增加的降雨并伴隨著一塊快速下降的空氣區(qū)域時(shí)，龍卷風(fēng)這種極端自然現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。下沉氣流在接近地面時(shí)加速，并將超晶格旋轉(zhuǎn)的中氣旋拖向地面。當(dāng)中氣旋降低到云層底部以下時(shí)，風(fēng)暴的下沉氣流區(qū)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(zhuǎn)的壁云。隨著上升氣流的增強(qiáng)，在表面形成一個(gè)低壓區(qū)，以一個(gè)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(fēng)。雖然上面所述的龍卷風(fēng)形成的過程不完整，很多形成過程中的重要細(xì)節(jié)被遺漏，但是，從工程的角度來看，龍卷風(fēng)是如何形成的并不重要，因?yàn)楣こ處焸兯P(guān)心的是龍卷風(fēng)中流場(chǎng)與土木結(jié)構(gòu)的相互作用，以及如何設(shè)計(jì)能夠抵抗龍卷風(fēng)襲擊的建筑結(jié)構(gòu)這些問題。因此，研究具體的流場(chǎng)和作用在建筑物上的氣動(dòng)力將是本書的主要研究?jī)?nèi)容。
龍卷風(fēng)的數(shù)值仿真 作者簡(jiǎn)介
2013年日本東京大學(xué)博士畢業(yè)，師從日本風(fēng)能學(xué)會(huì)主席石原孟教授，2015年回國(guó)后，在華中科技大學(xué)任職，已在計(jì)算風(fēng)工程與風(fēng)能運(yùn)用領(lǐng)域以第一作者發(fā)表SCI檢索論文23篇，論文總影響因子已達(dá)80+。在計(jì)算風(fēng)工程與風(fēng)能運(yùn)用方向主持國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，省部級(jí)課題1項(xiàng)，2018年入選湖北省楚天學(xué)者，并于2019年晉升博士生導(dǎo)師。
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