大气湍流的湍谱及有关大气污染问题

摘要

湍流运动是自然界和许多技术领域中出现的普遍现象。大气中所发生的许多现象都与湍流运动有关。但到目前为止,湍谱理论的发展还很不完善。特别是在大气或海洋中存在的大尺度湍流的湍谱理论就更不完善。 本文根据大量实测的湍谱数据（包括在风洞中、大气和宇宙空间中）反应出的湍谱分布规律,提出了一个描述湍流特性的无因次量Ri（Ri=D/v,D为湍流粘性系数, v为动力粘性系数）,并用此无因次量对谱区作了划分。从高Ri数到低Ri数共分为三个谱区包括六个谱段。利用无因次量和相似性原理确定了适用于各谱区的能量传输函数的普遍形式,从而求解湍谱方程,得出了湍谱的普遍形式的解,其中包括了过去已有的两个主要结果。我们还求出了大气温度场和与大气污染有关的微粒浓度的湍谱。经与实测数据比较,发现两者符合得较好。