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龙卷风的数值仿真

龙卷风的数值仿真
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作者: 著
出版社: 华中科技大学出版社
2021-06
版次: 1
ISBN: 9787568071024
定价: 78.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 220页
分类: 自然科学
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  • 本书的主要内容旨在介绍龙卷风的数值模拟方法，相比其他自然灾害，龙卷风在中国发生频率不算太高，这也导致龙卷风灾害在防灾减灾方面受到的重视不够，没有单独的预警机制，被归于气象灾害预警当中。在目前的技术水平下，龙卷风无法预报，只能预警，虽然准确率有限，但是提前预警可以为民众争取一定的躲避时间。研究龙卷风的预警和计算是非常有必要的。本书的具体包括：龙卷风的数值建模、龙卷风涡旋动力学研究、龙卷风涡旋相似性、龙卷风的雷诺数影响、龙卷风的亚临界涡破裂、粗糙度和龙卷风平移影响、龙卷风诱导的气动力、以及龙卷风引起的飞掷物特性等章节，适合从事极端气象等特异风灾的防灾减灾专业的科研人员与研究生阅读。 2013年日本东京大学博士毕业，师从日本风能学会主席石原孟教授，2015年回国后，在华中科技大学任职，已在计算风工程与风能运用领域以第一作者发表SCI检索论文23篇，论文总影响因子已达80+。在计算风工程与风能运用方向主持国家自然科学基金2项，省部级课题1项，2018年入选湖北省楚天学者，并于2019年晋升博士生导师。 目录 

    第1章概述1 

    1.1研究背景2 

    1.2龙卷风的分类3 

    1.3文献综述5 

    1.4本书的目的和结构11 

    第2章数值方法13 

    2.1有限体积法13 

    2.2LES湍流模型15 

    2.3模拟地面粗糙度和龙卷风平移17 

    2.4滑动网格法18 

    2.5收敛标准18 

    2.6粒子模型19 

    2.7总结20 

    第3章龙卷风状涡旋的动力学研究21 

    3.1数值模拟参数21 

    3.2湍流特征24 

    3.3龙卷风状涡旋的动力特性33 

    3.4总结38 

    第4章龙卷风状涡旋的相似性40 

    4.1数值模拟参数40 

    4.2流场特性43 

    4.3龙卷风涡旋的相似性57 

    4.4总结61 

    第5章雷诺数对龙卷风状涡旋流场的影响63 

    5.1模拟方法63 

    5.2结果和讨论66 

    5.3总结87 

    第6章亚临界涡旋破裂阶段龙卷风的数值研究88 

    6.1流场数据89 

    6.2瞬时流场100 

    6.3总结105 

    第7章粗糙度和龙卷风平移的影响107 

    7.1数值模拟的参数107 

    7.2时间平均流场109 

    7.3龙卷风涡旋的相似性118 

    7.4总结120 

    第8章龙卷风诱导气动力121 

    8.1数值模拟参数121 

    8.2数值模拟结果124 

    8.3使用风洞预测龙卷风诱导力127 

    8.4总结132 

    第9章固定龙卷风状涡旋在冷却塔上的风荷载133 

    9.1数值模型133 

    9.2数值模型的验证138 

    9.3龙卷风造成的冷却塔风荷载140 

    9.4结论与讨论145 

    第10章龙卷风不同阶段的紧致型飞掷物147 

    10.1数值模型147 

    10.2结果和讨论149 

    10.3总结166 

    第11章多涡龙卷风引起的紧致型飞掷物的特性168 

    11.1工况设置168 

    11.2结果和讨论169 

    11.3结论与讨论183 

    第12章龙卷风飞掷物对低层建筑的影响185 

    12.1工况设置185 

    12.2结果和分析186 

    12.3总结198 

    附录A轴对称NS方程动量收支平衡的计算200 

    附录B一种模拟地面粗糙度的方法201 

    附录C直线风荷载203 

    参考文献205
  • 内容简介:
    本书的主要内容旨在介绍龙卷风的数值模拟方法，相比其他自然灾害，龙卷风在中国发生频率不算太高，这也导致龙卷风灾害在防灾减灾方面受到的重视不够，没有单独的预警机制，被归于气象灾害预警当中。在目前的技术水平下，龙卷风无法预报，只能预警，虽然准确率有限，但是提前预警可以为民众争取一定的躲避时间。研究龙卷风的预警和计算是非常有必要的。本书的具体包括：龙卷风的数值建模、龙卷风涡旋动力学研究、龙卷风涡旋相似性、龙卷风的雷诺数影响、龙卷风的亚临界涡破裂、粗糙度和龙卷风平移影响、龙卷风诱导的气动力、以及龙卷风引起的飞掷物特性等章节，适合从事极端气象等特异风灾的防灾减灾专业的科研人员与研究生阅读。
  • 作者简介:
    2013年日本东京大学博士毕业，师从日本风能学会主席石原孟教授，2015年回国后，在华中科技大学任职，已在计算风工程与风能运用领域以第一作者发表SCI检索论文23篇，论文总影响因子已达80+。在计算风工程与风能运用方向主持国家自然科学基金2项，省部级课题1项，2018年入选湖北省楚天学者，并于2019年晋升博士生导师。
  • 目录:
    目录 

    第1章概述1 

    1.1研究背景2 

    1.2龙卷风的分类3 

    1.3文献综述5 

    1.4本书的目的和结构11 

    第2章数值方法13 

    2.1有限体积法13 

    2.2LES湍流模型15 

    2.3模拟地面粗糙度和龙卷风平移17 

    2.4滑动网格法18 

    2.5收敛标准18 

    2.6粒子模型19 

    2.7总结20 

    第3章龙卷风状涡旋的动力学研究21 

    3.1数值模拟参数21 

    3.2湍流特征24 

    3.3龙卷风状涡旋的动力特性33 

    3.4总结38 

    第4章龙卷风状涡旋的相似性40 

    4.1数值模拟参数40 

    4.2流场特性43 

    4.3龙卷风涡旋的相似性57 

    4.4总结61 

    第5章雷诺数对龙卷风状涡旋流场的影响63 

    5.1模拟方法63 

    5.2结果和讨论66 

    5.3总结87 

    第6章亚临界涡旋破裂阶段龙卷风的数值研究88 

    6.1流场数据89 

    6.2瞬时流场100 

    6.3总结105 

    第7章粗糙度和龙卷风平移的影响107 

    7.1数值模拟的参数107 

    7.2时间平均流场109 

    7.3龙卷风涡旋的相似性118 

    7.4总结120 

    第8章龙卷风诱导气动力121 

    8.1数值模拟参数121 

    8.2数值模拟结果124 

    8.3使用风洞预测龙卷风诱导力127 

    8.4总结132 

    第9章固定龙卷风状涡旋在冷却塔上的风荷载133 

    9.1数值模型133 

    9.2数值模型的验证138 

    9.3龙卷风造成的冷却塔风荷载140 

    9.4结论与讨论145 

    第10章龙卷风不同阶段的紧致型飞掷物147 

    10.1数值模型147 

    10.2结果和讨论149 

    10.3总结166 

    第11章多涡龙卷风引起的紧致型飞掷物的特性168 

    11.1工况设置168 

    11.2结果和讨论169 

    11.3结论与讨论183 

    第12章龙卷风飞掷物对低层建筑的影响185 

    12.1工况设置185 

    12.2结果和分析186 

    12.3总结198 

    附录A轴对称NS方程动量收支平衡的计算200 

    附录B一种模拟地面粗糙度的方法201 

    附录C直线风荷载203 

    参考文献205
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