news 2026/6/26 16:08:30

【WRF理论第二十期】湍流与扩散(Turbulence / Diffusion)

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张小明

前端开发工程师

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【WRF理论第二十期】湍流与扩散(Turbulence / Diffusion)

目录

  • 湍流与扩散(Turbulence / Diffusion)
    • 概念解释
    • 数学表达式解析
    • 扩散选项 diff_opt 的控制参数说明
    • km_opt 参数详解:湍流扩散系数计算方法
    • sfs_opt 参数详解:亚网格尺度(SGS)应力模型
    • 六阶扩散参数
      • diff_6th_opt:六阶水平扩散选项
      • `diff_6th_factor`:六阶扩散强度系数
    • damp_opt 参数详解-上边界阻尼(Upper Damping Layer)
  • 大涡模拟 LES
    • LES 的基本特点
    • LES 的配置方法(运行模式)
    • LES 参数方案(LES Schemes)
    • 表面通量设置(isfflx 控制)
  • WRF 模型配置参考
    • 不同模拟情景下的 diff_opt 与 km_opt 配置建议
    • 理想化模拟与复杂地形的处理建议
  • 参考

湍流与扩散(Turbulence / Diffusion)

概念解释

湍流(Turbulence)
湍流是一种混沌而不规则的流动形式,通常出现在大气、海洋、河流等自然流体系统中。
在数值模拟中,网格尺度(grid-scale)无法解析所有尺度的湍流结构,因此需要通过次网格尺度(sub-grid scale)参数化来表示其影响。


扩散(Diffusion)
扩散描述的是各种物理量(如温度、动量、水汽等)由于湍流而在空间中扩散和混合的过程。它可以分为:

  • 水平扩散(Horizontal Diffusion)
  • 垂直扩散(Vertical Diffusion)

数学表达式解析

其中:

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