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亂流時間尺度
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亂流為一具有無限多個自由度的耗散性系統,其演變屬於隨機過程,通常以渦流(eddy)表示構成亂流之元素,渦流的特徵尺度,則為亂流內自由度所屬之尺度。因此,由諸多大小不同之渦流所構成之亂流,具有許多之特徵尺度,在此諸多之特徵尺度中,常用的可區分為速度尺度、長度尺度及時間尺度三種。在討論等向性亂流(isotropic turbulence)時,我們以l代表大渦流之長度尺度,以u作為其速度尺度,則大渦流之時間尺度可以l/u表示。其中,u則代表亂流速度紊變之特徵值。再舉一例說明,在地球表面之大氣邊界層內之大渦流之長度尺度,約與邊界層厚度相當,由於受到科氏力(Coriolis force)的作用,此邊...
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特徵尺度
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亂流(turbulent flow)學理之建立,是以因次分析(dimensional analysis)做為基礎的工具。因此,對於流體運動的系統中,往往得判取一些與流體系統有關的特徵尺度,這些特徵尺度,或依照長度L、時間T及力量F因次制系,或者依照長度L、時間T及質量M因次制系,務必能充分表示流體系統最重要特徵意義,遂將這些尺度劃分為三組:第一組,一些長度的適當尺度,充分的表示這個流體系統的邊界幾何(boundary geometry)的特徵,以表示流形(shape of flow pattern),如果是指系統中某局部或層間的問題,則還要特別選取一些說明此範圍的特徵尺度,同時,因為至少在...
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漩渦尺度
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將亂流認做是由大小各種尺寸(size)之漩渦所組成,便可以將數學上之諧和分析(harmonic analysis),運用到亂流問題,建立亂流相關張量,以及由相關張量之Fourier變換,得到亂流能譜(power或energy spectrum),充分說明亂流之動能,隨各種尺寸之漩渦,在漩渦之尺度座標上之分配。
同理,亂流的許多性質,得藉助對於亂流問題所適切選擇之尺度表示之,如長度尺度、時間尺度、流速尺度、漩渦尺度、調混尺度、擴散尺度、相關尺度或積分尺度、及消能微尺度等。各種尺度,或得自物界環境尺寸,或得自有關函數之積分式,或得自就物理意義之因次推論(dimensional r... |
中尺度
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討論大氣現象的區域性尺度稱為中尺度。所討論的大氣或海洋現象,其區域範圍介於數百公里至數千公里範圍之內時,這樣的的尺度稱為中尺度。通常在這種尺度下討論的都是區域性的大氣或海洋現象,例如颱風的探討或是空氣污染物跨國輸送的現象都屬於中尺度大氣現象討論的範圍。
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大尺度亂流
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即亂流中之積分尺度(integral scale of turbulence)。假設亂流之Reynolels數為相當高之值,或者流域中已形成一完全發展之亂流(fully developed turbulence),亦即是已形成一整序的漩渦尺度系列。這時候可以就漩渦的頻率序列中之慣性次段落(inertial subrange),將整個的漩渦序列分作兩個漩渦尺度範圍,凡是頻率小於慣性次段落之漩渦,稱為大漩渦(large eddies),其相當於由縱向相關所定之積分尺度,稱為大尺度亂流;而頻率大於次段落之漩渦,稱為小漩渦(small eddies),其中相當於微尺度漩渦,稱為微尺度亂流(micr...
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柯莫戈洛夫局部尺度
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在亂流域以內,L 為最大漩流尺度,亦是整個亂流域的一個基本尺度,又因其與流體邊界之幾何尺度有關,故又稱為外尺度(external scale)。在亂流域以內,尺度小於L 的亂流,就其本身言,稱為城內亂流(local turbulence),此種亂流距邊界甚遠,其距離係大於域內亂流之範圍,或者其尺度λ≦L,然而並非意示著λ~λ0,λ0為λ之下限尺度,小於此尺度之漩流,係嚴重受到黏性之消能。由實驗得知,此種局部亂流,係指λ0<λ≦L尺度之漩流,又因遠距邊界,故可認做域內亂流係有等向性者,或為域內等向性,此λ即屬於這種性質的域內漩流的局部尺度。
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亂流微尺度
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亂流動能衰減方程式(equation of decay of the turbulent energy)之微尺度(microscale)λ:
因為亂流動能之衰減視 λ 而定,式中λ及 皆為時間之函數,因此,此微觀尺度亦可改換以時間之尺度示之,稱為 Euler 微時尺度(microtime scale)。因此,對於一定的動亂強度,亂流中含微尺度漩渦愈多,其消能率愈高。λ亦可視作最小尺度漩渦之平均尺度,又可視作佔主要黏性消能之漩渦代表尺度。亦即是依漩渦波數 所成之能譜 F(k)之 kd,黏性阻損達最大值時之漩流波數。一般完全發展之亂流中,波數高過 kd 之... |
速度尺度
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當利用分佈方式圖示有關速度的數據時,通常會在表示速度的分佈軸上標示一些刻度,類此,其單位刻度所代表之實際速度,即稱為此圖之速度尺度。常用之尺度有公尺/秒、公里/秒、公里/時…等。尺度之選用常依其數據涵蓋之範圍及欲行表達之目的而定。當以刻度值乘上其速度尺度即可得到其實際之速度。
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尺度因數
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係指地圖實際比例尺與主比例尺之比值,亦稱尺度比率或尺度比,可簡寫為SF。由於地球表面為一不可展面,在參考球體上各點之尺度因數均不相同,或大於、等於或小於1。如地圖上某點之SF值等於1,即表示該點之比例尺與主比例尺等大,而無放或縮小變形;若SF值大於1,即為放大變形,反之則為縮小變形。見主比例尺。
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標度;尺度;音階;比例尺;規模
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通常是指某種物理量的刻度,一個刻度可能代表一公尺,一公斤,一伏特或一安培等等。
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貓頭鷹博士