Are Urban-Canopy Velocity Profiles Exponential?
Are Urban-Canopy Velocity Profiles Exponential?
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城市冠层速度剖面是指数吗？
DOI：
10.1007/s10546-017-0258-x
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发表时间：
2017
影响因子：
4.3
通讯作者：
Castro IP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Castro IP
使用现有的直接数值模拟和大涡模拟的边界层和通道流的数据分析，并在城市型檐篷，截面阻力，雷诺数和分散的剪切应力的粗糙度密度的范围内进行检查。使用空间平均的平均速度剖面，这些量允许扣除冠层混合长度和截面阻力系数。它示出，这些量的行为，需要产生一个分析模型的冠层速度分布的共同假设，通常是无效的，在典型的植被（如森林）冠层中发现的。其结果是，冠层内的空间平均平均速度剖面的指数形状通常是不能预期的，正如数据所证明的那样。尽管如此，最近的冠层模型，允许预测的粗糙度长度适当的惯性层的对数轮廓以上的冠层似乎并不依赖于他们的（无效）假设的冠层内的指数分布。
Using analyses of data from extant direct numerical simulations and large-eddy simulations of boundary-layer and channel flows over and within urban-type canopies, sectional drag forces, Reynolds and dispersive shear stresses are examined for a range of roughness densities. Using the spatially-averaged mean velocity profiles these quantities allow deduction of the canopy mixing length and sectional drag coefficient. It is shown that the common assumptions about the behaviour of these quantities, needed to produce an analytical model for the canopy velocity profile, are usually invalid, in contrast to what is found in typical vegetative (e.g. forest) canopies. The consequence is that an exponential shape of the spatially-averaged mean velocity profile within the canopy cannot normally be expected, as indeed the data demonstrate. Nonetheless, recent canopy models that allow prediction of the roughness length appropriate for the inertial layer’s logarithmic profile above the canopy do not seem to depend crucially on their (invalid) assumption of an exponential profile within the canopy.
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By E. Inoue