山谷风的动力稳定性与转捩过程的研究

由于风向昼夜变化显著，山谷风对我国风能设备的选址，天气预报，大气污染，农业及森林火灾等有着重要影响。其产生机理可简单描述为沉浸于热分层流体（大气）中加热或冷却倾斜板壁所引起的边界层流。由于现有物理模型的局限性，对山谷风的失稳和转捩机制至今缺少系统的研究。.本项目采用理论、数值模拟和实验相结合的方法，对山谷风这类浮力驱动边界层流进行研究。通过建立新的物理模型并进行稳定性分析来研究其时空演化机制，给出全域不稳定流场所需的物理条件。针对不同的边界条件系统地对流场进行直接数值模拟以研究其三维化过程对动量能量传输的影响。实验将对理论和数值结果进行验证并进一步揭示全域不稳定的浮力驱动倾斜平板边界层的转捩机制。