Динамика атмосферы. Аргучинцев В.К. - 62 стр.

        Произведение ρ u 'i w'i можно рассматривать как мгновенное значение количества движения

ρ u ' , переносимого одной частицей воздуха в направлении оси z через единичную площадку в
    i



единицу времени. Тогда среднее значение из произведений плотности на составляющие пульсаци-
онной скорости за некоторый период времени ρ u ' w' будет равно горизонтальному количеству
движения, переносимому по вертикали через единицу площади за единицу времени всеми части-
цами воздуха, которые в течение периода усреднения пересекали единичную площадку. Следова-
тельно, турбулентное напряжение τx z численно равняется взятому с противоположным знаком

вертикальному турбулентному потоку количества движения φ

                                               τ xz = −φ .                                 (2.6.7)

        Таким образом, турбулентные напряжения выражают суммарный эффект воздействия бес-
порядочного движения множества частиц и вихрей воздуха на основное усредненное движение.
Каждое турбулентное напряжение определяет турбулентные потоки составляющих количества
движения переносимого пульсационными скоростями в двух взаимно перпендикулярных направ-
лениях. Перенос количества движения пульсационными скоростями сопровождается тенденцией к
выравниванию в пространстве средней скорости основного движения и развитием силы внутрен-
него турбулентного трения.

                      2.7. Определение турбулентных напряжений

        Для полного решения задачи о влиянии турбулентности на средние характеристики движе-
ния атмосферы нужно определить турбулентные напряжения.
        Определение турбулентных напряжений представляет сложную задачу и требует знания
некоторых          закономерностей   пульсационного   движения,   характеризующегося   скоростями
u', v', w' .
        Приближенное определение турбулентных напряжений основывается на аналогии между
молекулярным и турбулентным движениями, а также на статистической теории турбулентности.
        Рассмотрим основное установившееся движение со средней скоростью u , направленное
параллельно оси x , и найдем приближенное выражение для турбулентного напряжения
τxz = −ρ u' w' .

        Через площадку S , перпендикулярную оси z , за единицу времени пройдет множество час-
тиц воздуха, каждая из которых имеет дополнительные скорости u'i , w'i и площадь поперечного

сечения S i .


                                                       62