יותר

11.5: יום בחיי שכבת הגבול - מדעי הגיאוגרפיה

11.5: יום בחיי שכבת הגבול - מדעי הגיאוגרפיה


שכבת הגבול אינה מוקפאת בזמן אלא משתנה באופן דרמטי במהלך היום. ככל שהאוויר מבעבע, הוא מתערבב עם האוויר שמקיף אותו ועם האוויר מהטרופוספירה החופשית בחלקו העליון, וכך נוצר אזור מרתק, שם נמצאים העננים.

תרגיל

האם יש עשר עד עשרים דקות לערבוב אנכי של שכבת הגבול?

לחץ לתשובה.

למדת בשיעור 2 שהתאוצה הצפה שווה את כוח הכבידה כפול ההפרש בין הטמפרטורה הווירטואלית של חלקת האוויר לטמפרטורה הווירטואלית של סביבתה חלקי הטמפרטורה הווירטואלית של סביבתה. נניח שהבדל הטמפרטורה בין חלקת אוויר מעל משטח מחומם וסביבתו הוא 0.1 K, שנראה סביר למדי, וכי הטמפרטורה היא 300 K. התאוצה הצפה, ב, הוא רק 9.8 מ 'שניות–2 פעמים 0.1 / 300, או 0.0033 מ 'ש'–2. לכן, אם מהירות חבילות האוויר הראשונית היא 0 מ 'שניות–1 ואת החלק העליון של ה- PBL, z0, = 1 ק"מ, ואז מאז z0 = 1/2 Bt2, איפה t הגיע הזמן, אם כן t הוא השורש הריבועי של 2z0/ב ~ 13 דקות. אז עכשיו תוכלו לראות שלוקח הפרש טמפרטורה וירטואלי קטן מאוד כדי לערבב את שכבת הגבול הפלנטרית.

עם שקיעת השמש, חימום השמש של פני השטח והסעה ומערבולות סוערים נלווים נפסקים. אוויר מעל פני השטח כבר לא מתערבב עם אוויר בכל שכבת הגבול המסועפת, והאוויר שהתערבב במהלך היום נשאר מעל שכבת הגבול היציבה הרבה יותר נמוכה בלילה בשכבה הנקראת שכבת השיור. כל פליטת גזים או חלקיקים מהשטח מתערבבים בתוך שכבת הגבול הלילית הזו. מכיוון שהסעה נפסקת בלילה, הרוחות בשכבה השיורית כבר אינן מושפעות מהחיכוך הנגרם על ידי הסעה והן מואצות בנוכחות שיפוע לחץ אופקי. אז, הרוחות השכבות הנותרות מואצות, נושבות חזק יותר על גבי שכבת הגבול הלילית העומדת יותר ומתפתחת גזירה. גזירה זו אינה יציבה ויוצרת מערבולת המערבבת את אוויר שכבת הגבול ואת אוויר השכבה השיורית בסמוך לממשק, כך ששכבת הגבול הלילית צומחת מעט במהלך הלילה.

בבוקר, השמש חוזרת לחמם את פני השטח ולהתחיל להניע הסעה ולהתערבב שוב. הסעה זו מבעבעת, מתנגשת באוויר ושוברת מהשכבה השיורית. ככל שחימום השמש עולה, להסעה יש יותר אנרגיה והיא יכולה לעלות גבוה יותר ולזכות יותר אוויר מהשכבה השיורית. בסופו של דבר, האוויר המונע על ידי הסעה מגיע לרמת האנרגיה המקסימלית שלו ואנרגיה מרבית זו מגבילה את גובה שכבת הגבול שתצמח לטרופוספירה החופשית היציבה שמעליו.

קרדיט: NikNaks (עבודה משלו, מבוססת על [1]) [CC BY-SA 3.0], באמצעות Wikimedia Commons

הסרטון הבא מסביר את השונות של שכבת הגבול הפלנטרית במהלך יום טיפוסי:

PBL יומי

לחץ כאן לתמליל של הסרטון PBL Diurnal.

בואו נסתכל על הווריאציה של שכבת הגבול הפלנטרית במהלך יום טיפוסי. נתחיל בצהריים כאשר השמש בחוץ וחימום השמש על פני השטח גורם לחבילות אוויר צפות לעלות עד שהטמפרטורה הפוטנציאלית הווירטואלית תואמת את זו של האוויר העילי. לחבילות האוויר הללו יש תאוצה, והן מעלימות את רמת הציפה הנייטרלית. תוך כדי כך הם שואבים אוויר מהטרופוספירה החופשית. בשכבה זו נוצרים עננים. חבילות האוויר העולות מתנגשות באוויר שמעליהם ומתחככות באוויר סביבן, ומייצרות מגוון שלם של גדלי אדי שונים בערבוב. המערבולות הגדולות והצפות האלה עוברות עשרות דקות תוך ערבוב האוויר. ככל שהשמש שוקעת בהמשך היום, יש פחות אנרגיה סולארית שתניע את הסעה שמערבבת את השכבה המעורבת, ושכבת הגבול קורסת, ומשאירה אחריה שכבה שיורית המכילה את אוויר השכבה המעורבת שנשארה. פליטות מפני השטח נשפכות לשכבת הגבול, אך גובה שכבת הגבול נמוך בהרבה. עם פחות מערבולת בשכבה השיורית, האוויר יכול להאיץ. האוויר הנע יותר מהר מעל האוויר הנע איטי יותר בשכבת הגבול גורם להתפתחות גזירה בין שתי מסות האוויר. ובאופן ספורדי, מערבולת נוצרת כאשר הגזירה מתקלקלת, מערבבת אוויר ומגדילה את גובה שכבת הגבול. עם הזריחה, חימום השמש מתחיל שוב לחמם את פני השטח, והחבילות החמות עולות מעלה אוויר שכבה שיורי עד שבסופו של דבר, השכבה המעורבת מגיעה שוב לגובה המרבי שלה.

סיכום

בואו נסכם את ההתנהגות היומית של שכבת הגבול עם רשימת תבליטים של מונחים טכניים:

שכבה מעורבת (שכבת גבולות Convective):

  • מערבולת המונעת על ידי הסעה (מערבולות או תרמיקות גדולות)
  • העברת חום מחימום סולארי של הקרקע לאטמוספרה
  • שכבה מעורבת צומחת על ידי כניסת אוויר מעליה
  • טמפרטורה וירטואלית כמעט אדיבטית באמצע; superadiabatic (כלומר, הטמפרטורה הפוטנציאלית יורדת עם הגובה) ליד פני השטח; תת-אבדי (כלומר, הטמפרטורה הפוטנציאלית עולה עם הגובה) בחלקו העליון, שם מתרחשים חילופי אוויר בין ה- ABL והטרופוספירה החופשית
  • מהירויות הרוח הן תת גיאוסטרופיות בשכבה מעורבת, וחוצות איזוברים בגלל גרר סוער

שכבת פני השטח

  • במגע ישיר עם פני האדמה
  • בדרך כלל יש שיפועים אנכיים בטמפרטורה פוטנציאלית, באדי מים ובכמויות אחרות
  • פרופיל מהירות רוח לוגריתמית עם גובה, עם מהירות רוח נמוכה ליד הקרקע
  • בדרך כלל הוא ~ 10% מהשכבה המעורבת

שכבה שיורית

  • מנותק משכבת ​​הגבול ומשטח כדור הארץ
  • מרובד ניטרלי, עם מערבולת קטנה אך כמעט שווה לכל הכיוונים
  • מכיל לחות ומרכיבים אטמוספריים עקבים מהיום שלפני

שכבת גבולות יציבה

  • יציב סטטית עם מערבולת חלשה יותר המתרחשת באופן ספורדי
  • רוחות מעלה עשויות לעלות למהירויות סופר-גאוסטרופיות (סילון ברמה נמוכה או סילון לילי)
  • יציבות נוטה לדכא את הסערה, למעט מערבולת שנוצרת מדי פעם בגזירה הנגרמת על ידי הסילון ברמה נמוכה

יום בחיי מנהרת רוח

אנחנו בעונת הסיבוב הגדול, שם דגמים חדשים של אופני כביש ו- TT נוטים למצוא את דרכם למגרש המשחק. ראינו את זה עם פרוסת Cannondale חדשה וחמורה בג'ירו, וראינו את זה שוב בשבוע שעבר, כאשר רוכבים מסוימים בצוות Garmin Cervelo היו ממוקמים על סיפון האופניים החדש Cervelo S5.

הייתי המתבונן הבודד בתעשייה שהוזמן לבדיקת מנהרת הרוח של מוצר S5 המוגמר. זה קרה במהלך האביב האחרון, במנהרת הרוח המהירה בסן דייגו (LSWT). חשבתי שאתאר קצת כיצד התהליך הזה מתרחש, ולמה הייתי עד.

מנהרת רוח במהירות סן דייגו
כפי שרבים יודעים של Slowtwitchers, מנהרת רוח זו הייתה חלק ממתקן Convair, מטוסים מאוחדים רשמית, שתכננו ובנו את ה- B-24 Liberator (המחבל הכבד של מלחמת העולם השנייה שעדיין מחזיק בהבחנה כמטוס המיוצר ביותר בהיסטוריה של צבא ארה"ב) . מנהרת הרוח הוקמה בשנת 1947, עם שחר עידן מטוסי הסילון. עם זאת, זו מנהרה במהירות נמוכה, "מהירות נמוכה" יחסית. אנחנו מדברים על דברים שנבדקו עד 300 קמ"ש.

רק עשרים אחוז מזמן המנהרה ב- LSWT בסן דייגו תפוס על ידי פעילויות ספורטיביות. בשאר הזמן הם בודקים ללקוחות תעופה, אשר עבור מנהרה זו כוללים את ססנה, בואינג, גולפסטרים, נורת'רופ גרומן, ג'נרל אטומיקס, ריית'און ולוקהיד מרטין. תוכניות מטוסים המשתמשות במנהרה זו לבדיקה כוללות את F-106, B-58, F-111, F-16, מל"ט הוק גלובלי, טיל הפלגות טומהוק וטיל שיוט מתקדם.

זו אחת הסיבות שזמן מנהרת הרוח הוא מועט וקשה להשיג עבור רבים בתעשיית האופניים. כשפרויקט תעופה וחלל של 3 עד 5 שבועות צריך להאריך את הבדיקה שלו, פרויקט האופניים של יום אחד עד 5 ימים נחתך.

האנשים שבודקים
זהו מאמץ שיתופי. אתה צריך אנשים שמכירים את המנהרה, כמו גם אנשים שמכירים אופניים. דייויד סנפורד הוא מנהל ההנדסה האווירית של LSWT. הוא מנהל דברים.

בצד של סרוולו נמצא דייב קנדי, יועץ של סרוולו שחתך את צלעותיו בבאפלו פורג '- חברת המעריצים התעשייתית הגדולה בעולם, וחלוץ בפיתוח העברת מסות אוויר גדולות. הוא היה אחראי על עיצוב אווירודינמי, מכני וסאונד במעבדת בדיקת הציוד הגדולה של באפלו פורג '.

דייב עבד עם סטיב הד וג'ון קוב במנהרת A&M בטקסס, על מנת להשיג את המנהרה ברזולוציית נתונים טובה יותר כדי שיוכלו לבצע חידודים נוספים בעיצוביהם ובנבדקי הבדיקה. הוא עבד על פרויקט 96 עם דאג מיליקן, ג'ים מרטין, אד ברק וצ'ט קייל.

ב -1995 פגש דייב את פיל ווייט וג'רארד וורומן בזמן שהתנדבו לעזור בחלק משכלולי מנהרות הרוח ב- A&M. מאז דייב עוזר לסרוולו.

דיימון רינארד הוא מהנדס המחקר והפיתוח המתקדם בכיר ב- Vroomen White Design, כמו גם מהנדס המירוץ של צוות הרכיבה Pro Garmin-Cervélo Pro. הוא השתתף בתחרות תכנון רכב מונע אנושי ובנה אופני פחמן במוסך שלו (כן זה באתר של שלדון בראון). הוא ודייב קנדי ​​חולקים רקע בעיצוב HPV. דיימון עבר לוויסקונסין ועבד עבור טרק, היה מעורב בפרויקטים כמו גלגלי הטנדם של Bontrager, פרויקט חישוק הרכס הרדיאלי, רכזות סיבי פחמן של Bontrager, ה- TTX, מדונה 2008, והאווירונים של לוי לייפיימר. הוא הביא לטרק דינמיקת נוזלים חישובית (CFD) והיה מעורב בכל בדיקות מנהרות הרוח שטרק עשה בחמש השנים האחרונות לקריירה שלו שם. פיל וג'רארד גייסו אותו מטרק.

איוון סידורוביץ 'הוא מומחה CFD של Vroomen White Design. לאיבן תואר שני בהנדסה והחל את דרכו בעבודה על הלם ורטט, אולם אהבתו הייתה CFD ואווירודינמיקה. כאשר דיימון רינארד עלה על סיפונה ב- VWD, הוא הציע להם להביא יכולת CFD לבית. האחריות של איוון אפשרה לו לשפר את מידול ה- CFD שעשתה VWD כדי לשפר את המתאם של מנהרת הרוח למודלים הממוחשבים התיאורטיים שבהם הם משתמשים לצורך הדמיה. עבודתו של איוון אפשרה לסרוולו לקלף את שכבת הבצל הבאה, כביכול, ולחפש אזורים מורכבים עוד יותר שמשאירים מקום לשיפור.

הזיע את הפרטים
אוקיי, בואו נתחיל את המסיבה הזו. אבל, אנחנו עדיין לא מוכנים לבדוק! דיוק הוא המלך במנהרה, אז יש עבודה לעשות לפני שמישהו או אופניים כלשהם ייבחנו.

ראשית, שאב את הצמיגים, על כל הגלגלים, ל -120 psi במקרה של סרוולו. ואז הרכיב את הגלגלים לאופניים הסימטריים.

מה זה? מדובר באופניים מיוחדים שבנה סרוולו כדי לבדוק את דיוק המנהרה משמאל לימין. זה בתמונה למעלה. Cervélo מצא שזה כלי נהדר, ותרם את זה ל- LSWT של סן דייגו. היא משמשת את המנהרה להקמת מנהרת הרוח לפני שכל היצרנים המשתמשים במנהרה מתקינים את אופני המבחן שלהם. רוב האופניים הם סימטריים למדי, אך זה סימטרי במאה אחוז: אין מתלי הילוכים בצד ימין, או מפרידים לפינוי שרשרת וכו '. כל התכונות הלא סימטריות הוסרו. האופניים הסימטריים מותקנים על איזון מנהרת הרוח כדי לבדוק את יישור המנהרה משמאל לימין.

סרוולו מביא גם "אופני כיול" למנהרה. Cervélo משתמש ב- P3C מהדור הראשון עם צינור מסגרת "מכויל" מעל הארכת צינור ההגה. Cervélo מצא שכדי לקבל יכולת חזרה עקבית, הם מסירים את הכידון ומניחים צינור באורך של כ- 10 אינץ 'לאוויר מעל מכסה האוזניות העליון כדי לדמות את הגרר שיוצר עם הכידון במקום. צינור אנכי זה גם מאפשר להם לבטל את האורך השונה של צינורות ההיגוי השונים בעת השוואת מזלגות. האופניים הללו למעשה היו ארוכים יותר מהאופניים הסימטריים, והם מטופלים בזהירות רבה. השימוש באותם אופניים בכל מפגש מנהרות מאפשר להשוות נתונים חדשים לנתונים ישנים שהופקו לפני שנים. נתונים ישנים הם עדיין נתונים טובים ושווה ללמוד מהם.

אופני הכיול בודקים את כיול המנהרה. אם המספרים זהים למבחן האופניים הכיול האחרון, וכן בקנה אחד עם ערכי נתוני מנהרות חורפיים היסטוריים עבור אופניים אלה, המנהרה מוכנה. אם לא, יש לבחון ולתקן משהו לפני שתוכל להתחיל בדיקה נוספת.

לאחר מכן, מבוצעת ריצה ללא שום דבר על המשקל מלבד התמוכות, כך שניתן לגרוע את גרירת התמוכות (לוחות בצורת רפידות אנכיות דקות המחזיקות את האופניים במקום) באמצעות מתמטיקה פשוטה. מהנדסי מנהרות יתרתו את המאזן בהתאם.

עכשיו, ורק עכשיו, אתה מוכן לבדוק. יום הבדיקה האופייני הוא 10 שעות. המבחן האחרון הוא הפעלה מחודשת של אופני הכיול, כדי להוכיח שמנהרת הרוח מספקת את אותם הנתונים כפי שהיו בתחילת היום.

האיזון
בואו נדבר על זה לרגע. זה החלק של המנהרה שמודד את גרירת האופניים. תחשוב על זה כעל סולם ממש יקר ומדויק שמסוגל למדוד את הכוח המופעל על המודל ב 6 דרגות חופש. המאזן המשמש ב- LSWT בסן דייגו הוא מיוחד מאוד. זה מדויק עד +/- 5 גרם. האיזון יכול להחזיק את הדגם באמצע (אנכי) של קטע הבדיקה, ולהסיר את שכבת הגבול באמצעות פלטת מפצל. המחשב אוסף נתונים מהמאזן בקצב של 10 דגימות לשנייה בכל 6 דרגות החופש.

שש דרגות חופש (DOF) מתייחס לתנועה של גוף קשיח בחלל תלת מימדי, כלומר יכולת לנוע קדימה / אחורה, למעלה / למטה, שמאלה / ימינה בשילוב סיבוב סביב שלושה צירים מאונכים (גובה, פיה, גלגול) . מכיוון שהתנועה לאורך כל אחד משלושת הצירים אינה תלויה זה בזה ובלתי תלויה בסיבוב סביב כל אחד מהצירים הללו, לתנועה אכן יש שש דרגות חופש.

יותר כוח בשבילו!
מהירות הרוח בה משתמש סרוולו היא בדרך כלל 30 קמ"ש. לדברי מהנדסי סרוולו, מהירות זו מעניקה להם את השילוב הטוב ביותר של דיוק לתנאי החיים האמיתיים והרזולוציה לראות הבדלים בגרירה עם משתנים שונים בדגם. מאפייני הזרימה עקביים במהירות מעל ומתחת ל -30 קמ"ש, ולכן נתוני הגרר הנלקחים במהירות של 30 קמ"ש ניתנים להרחבה בקלות ובמדויק כדי לענות על שאלות אודות מירוץ במהירות איטית ומהירה יותר.

שלושים מייל לשעה הפך לתקן התעשייתי בפועל למהירות בדיקת מנהרות הרוח, תקן שהקימו סטיב הד וג'ון קוב בבדיקותיהם הענפות לפני למעלה משני עשורים. קוב בדק אופניים במהירות 30 קמ"ש במנהרה כבר בשנת 1985.

המפעיל בחדר הבקרה מעלה ידנית את מהירות האבזר עד שהמכשור בקטע הבדיקה - החלק של המנהרה בה נמצא המאזן - מודד את המהירות המתאימה לבדיקה. אז מהירות הרוח במבחן נמדדת, לא מונעת.

לאחר כל ריצה המנהרה נעצרת ונתוני הגרירה נרשמים במהירות 0. אם הנתונים מראים את אותם המספרים כמו בתחילת הטאטא ב- 0, הכל בסדר. אף אחד לא נוגע במאזן או במודל עד שה 0 לא נבדק, אחרת הנתונים מהטאטא יתבזבזו!

הגדרת אופניים
יש להגדיר את כל האופניים שנבדקו עם אותם קואורדינטות התאמה. על כל האופניים שנבדקו צריכות להיות שרשראות באותו מיקום - במקרה של בדיקת סרוולו, טבעת 53T וציוד שיניים שני ובתות המותקנות עם חוט פנימי מוצק כדי לשמור על נוקשות לנתונים חוזרים. כל הרכיבים על האופניים צריכים להיות זהים: אותם הילוכים, גלגלים, צמיגים, לחץ צמיגים, אותם ארכובות (למעט במקרים בהם נדרש ארכובה קניינית), מיקום שרשרת על גלגלי השיניים, כיוון הארכובה, אותו אוכף, עם מפל האוכף.

אותו מטאטא בטא מופעל לכל הבדיקות, עם אותו בובה - DZ עצמו ומיקומו על האופניים ניתן לחזרה ב 100%. משתמשים באותם גלגלים, עם אותם צמיגים באותו כיוון אותם צמיגים וכיוון צמיגים. נעשה שימוש בסרגלי מלאי, או אלה המהירים ביותר המתאימים במידת הצורך להתאמת המיקום. אופניים נבדקים עם ובלי בקבוקים (הערה: אותו בקבוק לכל הבדיקות).

טאטא בטא
הגרר נלקח בפס אפס, כלומר כשהאופניים פונים לרוח ישירה. לאחר מכן, צריח שעליו יושב האיזון מופנה על פי "לוח זמנים בטא". זוהי סדרת הזוויות אליהן יסתובב המודל במהלך ריצה לאיסוף נתונים. Cervélo השתמש בפרוטוקול מוגדר עצמי בשם "Beta Schedule 5" שבדק זוויות של 20, 15, 12.5, 10, 7.5, 5, 0 -5, -7.5 -10, -12.5, -15, -20, 0. לדברי סרוולו, באזורים שבהם הנתונים מראים את השונות ביותר נבדקות יותר זוויות לסב, ואילו באזורים שבהם הנתונים - מניסיון - פחות גרסאיים, מספיק פער גדול יותר בין זוויות.

במהלך כל שלב בטאטא בטא מפעיל המנהרה ימתין עד שהנתונים יציבים ואז ילחץ על כפתור "לכידה". הנתונים נלכדים בקצב של 15 דגימות לשנייה למשך 10 שניות וכאשר הם מסתיימים האיזון עובר אוטומטית לזווית הבטא הבאה בלוח הזמנים של בטא. בשלב זה יתכן שמפעיל המנהרה יצטרך לכוונן את תפוקת הכוח של מנוע המאוורר כדי לשמור על מהירות רוח עקבית בקטע הבדיקה שכן הגודל ה"נראה "של הדגם עשוי לחסום את האוויר ולהגביר את מהירות הרוח. ברגע שמהירות הרוח תקינה ומספרי הגרירה מתייצבים, המפעיל לוחץ על כפתור הלכידה. לוח הזמנים של בטא בו השתמש Cervélo בבדיקה זו ארך כ -20 דקות לריצה.

תיעוד תמונות
תמונות מצולמות של ההתקנה בכל פעם, ומה ייחודי בהתקנת הריצה הנוכחית. ישנו "לוח מספרי הפעלה" שיש בו את מושב הבדיקה, ואיזה מספר בדיקה של היום על שלט שמונח בתמונות. צוות המנהרה - דייב סנפורד במקרה זה - מצלם תיעוד תמונות, כמו גם צוות סרוולו וכל צלמים אחרים בקהל - אני, למשל.

האם כל המנהרות נוצרות שוות?
במילה אחת, לא. מה הופך מנהרה אחת לעדיפה על אחרים? דברים כמו המקצועיות והניסיון של הצוות. ודיוק המאזן. במקרה של המנהרה בסן דייגו, כאמור, +/- 5 גרם בכל 6 דרגות החופש. זה עבור אובייקטים דינמיים. עבור עצמים סטטיים, דיוק טוב יותר עדיין.

בניית המנהרה עצמה חשובה. מנהרה זו מציגה מערבולת נמוכה והדבר מצמצם את שונות הנתונים. "קטע בדיקה" גדול מפחית את הפרעות הקיר, ויחס כיווץ גדול מאוד - גודל המנהרה מהמאוורר לקטע הבדיקה - של 6.5 עד 1 מייצב אוויר ומייצר זרימת אוויר אחידה.

בנוסף למכשור הסטנדרטי, יש במנהרה זו גם מד רוח רוחב, צינור פיטו וברומטר המודדים לחץ דינמי. צלחת מפצל מעוצבת מותאמת אישית עוברת לחלוטין על פני המנהרה ויוצרת תנאי שכבת גבולות מינימלי - מאומת על ידי בדיקת ציצית. סרוולו סייע בתכנון ובניית לוחית המפצל.

המנהרה הזו - בניגוד לרבים אחרים - שקטה במיוחד. לכן רטט אקוסטי אינו נושא כאן, ולכן אינו משפיע על המדידות.

רשמים אישיים
יש לי חנות אופניים, Moment Cyclesport, במרחק של כקילומטר וחצי ממנהרת הרוח של סן דייגו. לפני תחילת דרכי בתעשיית האופניים, הנחתי את הרקע שלי בהנדסת מכונות לעבודה בעסקי תכנון רכב בעלי ביצועים גבוהים, עבור שלבי אמריקן, ופורד GT, תוך כדי עבודה בין SPARTA Inc., קבלנית ביטחון מקומית. לכן, מנהרות רוח ודוגמנות ביצועים גבוהים אינן חדשות בעיניי.

כיצד הייתי מדרג את גישתו של סרוולו לבדיקת מנהרות רוח לעומת מה שחוויתי בעבר? לחברה זו אינטרס אמיתי להשיג את הנתונים הטובים ביותר ואת ההשוואה ה"הוגנת "ביותר ממבחנים אלה. ניתן להשתמש בנתונים טובים לייצור אופניים טובים יותר. נתונים גרועים הם חסרי ערך. משחק הנתונים קשה מאוד ויקר מאוד.

שאלתי את מהנדסי סרוולו, "למה לא לשחרר את כל מערך הנתונים אם אתה אומר לעולם כמה אתה הוגן?" תשובתם: נתונים אלה, לפי תכנון, אינם עונים על כל שאלה - היקף הבדיקות מוגבל לאופן שבו האופניים משווים זה לזה כאשר הם מוגדרים במה שנחשב למצב "הטוב ביותר" - עם זאת הציבור ככל הנראה ינסה להשתמש בנתונים לכל דבר. כמו כן, מה שבטוח, סרוולו לא רוצה להקל על התחרות להתעדכן.

עם זאת, יושרה היא חלק מהחברה. הנתונים הם הנתונים. לפעמים הדברים הולכים טוב ולפעמים הם הולכים בצורה גרועה - זו חוויה לימודית לכולם, כולל המנהרה והחברה ששוכרת בה זמן.

לכן, נדיר כי לא קיים חברה כמו סרוולו לתת לי שלטון חופשי על הנתונים שלהם. הייתה לי גישה לכל דבר - לכל הנתונים - ויכולתי לבקש כל נתונים אם אני חושב שיש משהו שמוצג בצורה מוטעית או מוסתר ממני.

נהנתי מגישה זו במשך שני ימי בדיקה ארוכים מאוד. עשיתי כמיטב יכולתי לתאר את המכניקה של איך נראתה הבדיקה הספציפית הזו בימים הספציפיים האלה. זה עשוי להמחיש להשוות פרוטוקולים ותהליכים עם מנהרות אחרות וחברות אופניים אחרות.


נספח א ': אתחול מאוזן

[81] ידוע לנו על הליך אחד לבניית תנאי התחלה מאוזנים, שנמצא בנספח II ל הוסקינס וסימונס [1975]. תוכנית זו מתחילה משדה טמפרטורה נתון ומופקת שדה רוח מאוזן בהתאמה. עם זאת, תוכנית זו נשענת במידה רבה על ניסוח המערבולות-סטייה של מודל ספקטרלי מדורגת למחצה זמן באופן מרומז עם דיסקרטיזציה הבדלה סופית באנכית ככזו, קשה לראות כיצד ניתן להכליל אותה לתכניות מספריות אחרות (למשל אלה המשתמשות ב ניסוח מהירות במקום אחד מערבולת-סטייה). יתר על כן, שיטה זו חוזרת על המזעור של גל דו-רשת שנוצר באופן אנכי עם מסנן החלקה, ללא ספק תכונה לא רצויה.

[82] כאן אנו מציגים שיטה לחישוב תנאים התחלתיים מאוזנים אשר אינה תלויה לחלוטין בדיסקרטיזציה המרחבית או הטמפורלית בה השתמש המודל. השיטה שלנו מבוססת אך ורק על משוואות התנועה, ולמרות שהיא דורשת פותר איטרטיבי לא לינארי כמו השיטה על ידי הוסקינס וסימונס [1975], הוא כללי לחלוטין בניסוחו.

A1. טֶמפֶּרָטוּרָה

[85] נציין כי ניתן לבצע את השילוב ב- (A4) בצורה מדויקת מאוד (הרוח האזורית ידועה מבחינה אנליטית, ולכן אין צורך בבידול מספרי להערכת האינטגרנד). אנו עושים זאת באמצעות ריבועי גאוס ויכולים להשיג דיוק דיוק במכונה עם כ- 100 נקודות גאוסיות.

A2. לחץ פני השטח

[87] משוואה (A6) היא משוואה לא לינארית משתמעת עבור עמ 'ס(ϕ), אותה אנו פותרים בשיטת secant לכל קו רוחב רשת conver באופן עצמאי ההתכנסות מהירה ביותר (בדרך כלל כמה חזרות). למעשה, ניתן היה להימנע לחלוטין מהליכי איתור שורשים מספריים ולפתור עמ 'ס(ϕ) במפורש באמצעות הרחבה של טיילור חד פעמי של (A6) בערך עמ 'ס = עמ '0 שיטה הרבה יותר פשוטה זו מניבה תוצאות מדויקות להפליא.

[88] פעם אחת עמ 'ס(ϕ) מחושב, ערך הלחץ עמ ' (וכך יומן לחץ z) ידוע בכל נקודת רשת מודל (ϕ, σ), והאינטגרל ב- (A4) מוערך לאחר מכן בלחץ זה לחישוב הטמפרטורה המאוזנת ט.

שם קובץ תיאור
מסמך טקסט רגיל jgrd13863-sup-0001-t01.txt, 369 ב טבלה 1 המופרדת באמצעות כרטיסייה.
jgrd13863-sup-0002-t02.txt מסמך טקסט פשוט, 849 ב לוח 2 המופרד על ידי כרטיסייה.

שימו לב: המו"ל אינו אחראי לתוכן או לפונקציונליות של מידע תומך המסופק על ידי הכותבים. יש להפנות כל שאילתות (למעט תוכן חסר) למחבר המתאים למאמר.


צפו בסרטון: פרופ רוני אלנבלום- התקופה הצלבנית והממלוכית שיעור 8- חלק 2