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力学与实践 ›› 2009, Vol. 31 ›› Issue (3): 16-22.doi: 10.6052/1000-0879-2008-226

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稳定大气条件下爆炸烟云的数值模拟研究

郑毅 应纯同 李磊   

  1. 清华大学工物系
  • 收稿日期:2008-04-23 修回日期:1900-01-01 出版日期:2009-06-08 发布日期:2009-06-08

NUMERICAL STUDY ON EXPLOSION CLOUDS IN STABLY STRATIFIED ATMOSPHERE

  • Received:2008-04-23 Revised:1900-01-01 Online:2009-06-08 Published:2009-06-08

摘要: 为了研究爆炸及燃烧产生的“蘑菇状”烟云,采用中尺度气象模式RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模拟计算了冲击波过后的爆炸烟云运动过程。对于稳定层结大气条件,模拟结果显示爆炸烟云造成的流动是一个多层次涡-波运动的过程。爆炸烟云在浮力作用下会形成浮力涡环结构,在到达最大高度以后,其烟云外侧边缘部分涡度变号,形成了环套环的多涡结构。随时间增加,涡能量的逐步衰减,涡运动转变为重力内波运动。通过模拟不同爆炸当量和不同稳定度烟云的上升最大高度,得到了与目前常用的爆炸烟云上升公式一致的形式。

关键词: 爆炸烟团, 浮力涡环, 热泡, RAMS

Abstract: 为了研究爆炸及燃烧产生的``蘑菇''状烟云,采用中尺度气象模式RAMS(regional atmospheric modeling system)模拟研究了冲击波过后的爆炸烟云运动过程. 流场和涡 度场结果显示,对于稳定层结大气条件,爆炸烟云在浮力作用下会形成浮力涡环结构; 烟云在到达最大高度以后,形成了环套环的多涡结构. 通过模拟不同爆炸当量和不同大 气稳定度的烟云上升最大高度,得到了与目前常用的爆炸烟云上升公式一致的形式.

Key words: explosion cloud, buoyant vortex rings, thermals, RAMS