WYKORZYSTANIE WIĄZKI LASEROWEJ DO OKREŚLENIA PARAMETRÓW SZORSTKOŚCI PODŁOŻA I CIEPŁA JAWNEGO

W pracy przedstawiono procedurę wyznaczania podstawowych wielkości charakteryzujących lokalne warunki przepływu powietrza oraz turbulencji termicznej. Eksperyment został przeprowadzony w tunelu aerodynamicznym przy wykorzystaniu wąskiej wiązki światła laserowego. Przydatność tej metody w odniesieniu do badań modelowych potwierdzono między innymi w pracy Consortini [1], gdzie wykazano dużą wrażliwość wiązki w przypadku krótkich ścieżek. Analizie poddany został teren o wymiarach rzeczywistych 100x100m, na którym zlokalizowany był obiekt o kształcie walca o średnicy f=10m i wysokości h=10m. Wiązka światła przebiegała prostopadle do osi tunelu. Pomiary prowadzono dla 11 ścieżek światła laserowego na wysokości z=0,12m, w odstępach DL=0,07m, po stronie dowietrznej modelu. W wyniku przeprowadzonych pomiarów kąta wychylenia wiązki światła laserowego oraz jego fluktuacji możliwe było wyznaczenie głównych parametrów turbulencji tj. współczynnika struktury optycznej  i skali wewnętrznej l_o, a w dalszej kolejności dyssypacji energii kinetycznej turbulencji e i współczynnika struktury termicznej . Wprowadzając dodatkowe pomiary prędkości na wysokości z=0,12m możliwe stało się również oszacowanie szorstkości powierzchni terenu z_o. Przeprowadzone badania wykazały, że nawet w przypadku pojedynczego obiektu obserwowane są zmiany podstawowych parametrów przepływu oraz ciepła.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Consortini A., Sun Y.Y., Li Z.P., Conforti G.: A mixed method for measuring the inner scale of atmospheric turbulence, Journal of Modern Optics, vol.37, No. 10, 1990, pp. 1555-1560.

[2]  Stewart I. D., Oke T. R.: Local climate zones for urban temperature studies, http://journals.ametsofoc.org/doi/pdf/10.1175/BAMS-D-11-00019.1 {dostęp 23.05. 2016 r.}.

[3]  Thiermann V., Grassl H.: The measurement of turbulrnt surface-layer fluxes by use of bichromatic scitillation, Boundary - Layer Meteorology, 58, 1992, pp. 367-389.