隨機脈動風(fēng)場的數(shù)值模擬.pdf

1、近地層內(nèi)的空氣運動是一種隨機的湍流運動，在研究其湍流特性時，通常將空間一點的風(fēng)速看做是由平均風(fēng)和脈動風(fēng)兩部分組成，其中平均風(fēng)速的值不隨時間發(fā)生變化，脈動風(fēng)則反映了大氣邊界層的湍流特性，其數(shù)值和方向隨時間而隨機變化，周期只有幾秒到幾十秒。因此準(zhǔn)確、高效的模擬滿足指定特性的脈動風(fēng)場是研究大氣湍流運動的基礎(chǔ)。本文模擬了近地層內(nèi)的隨機脈動風(fēng)場，主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，對近地層內(nèi)風(fēng)場的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)，介紹了近地層內(nèi)風(fēng)場的基

2、本特性，將脈動風(fēng)看做是平穩(wěn)高斯隨機過程，分別以線性濾波法、諧波疊加法和逆傅里葉變換法編制了模擬程序，模擬空間單點的順風(fēng)向和豎風(fēng)向脈動風(fēng)速，對比了目標(biāo)功率譜與模擬功率譜的吻合程度，計算了二者之間的偏差以及時間相隔為0s時的自相關(guān)函數(shù)。結(jié)果表明模擬功率譜與目標(biāo)功率譜之間的吻合程度較好，偏差較小，說明上述三種模擬方法行之有效。
　　其次，分析三種模擬方法的優(yōu)缺點，選擇線性濾波法模擬空間多點相關(guān)的脈動風(fēng)速，依據(jù)基本算法編制計算程序，基于目