龙卷风风场的数值模拟研究

作者：王蒙恩; 曹曙阳^*; 操金鑫

来源：同济大学学报(自然科学版), 2019, 47(11): 1548-1556.

• 龙卷风
• 计算流体动力学
• 大涡模拟
• 涡流比
• 流场结构

基于同济大学研制的龙卷风物理模拟装置,运用数值模拟方法构建了物理模拟器的数值计算模型,并通过对比龙卷风风场的物理试验模拟结果和现场实测结果,验证了数值计算模型的可行性.在此验证基础上,研究了3种不同涡流比条件下的龙卷风风场结构,对比了不同涡流比条件下龙卷风的三维风场速度(切向速度、径向速度和轴向速度)分布形态、风压分布、龙卷风涡核半径和气流脉动特性.研究结果表明:随着涡流比的增大,龙卷风风场最大切向风速逐渐增大,涡核中心气压降明显降低,涡核半径随之变大,涡核中心附近切向风速的标准差变小;涡流比的增大使龙卷风单涡核逐渐破碎,发展到双涡核.

• 单位
  土木工程学院; 同济大学; 土木工程防灾国家重点实验室