[发明专利]一种确定水平运动下击暴流风剖面的方法

权利要求书

1.一种确定水平运动下击暴流风剖面的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：模拟下击暴流的射流模型；

步骤2：将射流模型转化为数值计算模型；

步骤3：确定水平运动下击暴流风剖面。

2.根据权利要求1所述的确定水平运动下击暴流风剖面的方法，其特征在于：所述步骤1中，基于计算流体动力学，并采用三维N-S方程模拟水平运动下击暴流的射流模型，通过RSM湍流模型封闭三维N-S方程。

3.根据权利要求2所述的确定水平运动下击暴流风剖面的方法，其特征在于：所述三维N-S方程包括质量方程和动量方程；

其中质量方程为：

∂ρ∂t+∂(ρui)∂xi=0---(1)]]>

动量方程为：

∂∂t(ρui)+∂∂xj(ρuiuj)=-∂p∂xi+∂∂xj[μ(∂ui∂xj+∂uj∂xi-23δij∂ul∂xl)]+∂∂xj(-ρui′uj′‾)---(2)]]>

其中，ρ为空气密度；p为空气压强；μ为动力粘度；u_i、u_j和u_l均为张量形式的速度分量，u′_i和u′_j均为张量形式的速度脉动分量，且i、j和l相互独立，均可取1、2和3，i取1、2和3时，u_i对应的取u₁、u₂和u₃分别表示直角坐标系下沿x、y和z方向的速度分量；δ_ij为张量算子，且满足δij=1i=j0i≠j;]]>

所述RSM湍流模型的输运方程为：

∂∂t(ρui′uj′‾)+∂∂xk(ρukui′uj′‾)=-∂∂xk[ρui′uj′uk′‾+p′(δkjui′+δikuj′)‾]]]>

+∂∂xk[μ∂∂xk(ui′uj′‾)]-ρ(ui′uk′‾∂uj∂xk+uj′uk′‾∂ui∂xk)+p′(∂ui′∂xj+∂uj′∂xi)---(3)]]>

-2μ∂ui′∂xk∂uj′∂xk‾-2ρΩk(uj′um′‾ϵikm+ui′um′‾ϵjkm)]]>

其中，u_k和u_m均为张量形式的速度分量，u′_k和u′_m均为张量形式的速度脉动分量，且k和m相互独立，均可取1、2和3；Ω_k为对称速度梯度张量；p′为空气压强脉动量；δ_kj、δ_ik、ε_ikm和ε_jkm均为张量算子，且分别满足：δkj=1k=j0k≠j;]]>δik=1k=i0k≠i;]]>

通过三维N-S方程和RSM湍流模型的输运方程确定空气密度ρ，空气压强p，直角坐标系下分别沿x、y和z方向的速度分量u₁、u₂和u₃，以及雷诺应力雷诺应力包括正应力和切应力；正应力包括直角坐标系下沿x、y和z方向的正应力和切应力包括垂直于x面指向y轴方向的切应力垂直于y面指向x轴方向的切应力垂直于x面指向z轴方向的切应力垂直于z面指向x轴方向的切应力垂直于y面指向z轴方向的切应力和垂直于z面指向y轴方向的切应力

由于张量的对称性，在数值上，满足ρu2′u1′‾=ρu1′u2′‾,]]>ρu3′u1′‾=ρu1′u3′‾,]]>ρu3′u2′‾=ρu2′u3′‾.]]>