研究大气湍流意义？ 何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪些影响？

一、研究大气湍流意义？

大气湍流运动中伴随着能量、动量、物质的传递和交换，传递速度远远大于层流，因此湍流中的扩散、剪切应力和能量传递也大得多。所以，大气湍流对飞行器的飞行性能、结构载荷、飞行安全的影响很大。飞机在大气湍流中飞行时会产生颠簸，影响乘员的舒适程度，还会造成飞机的疲劳损伤。因湍流引发的飞行事故时有发生，但通过现代技术可以有效避开强湍流或尽量降低危害程度。飞行人员应积极利用气象预报等资料，避开湍流航线；旅客要养成全程系好安全带的习惯。

在大气运动过程中，在其平均风速和风向上叠加的各种尺度的无规则涨落。 这种现象同时在温度、湿度以及其他要素上表现出来。

二、何为大气湍流效应，大气湍流对光束的传播产生哪些影响？

大气湍流: 激光束通过湍流大气传输时，由于湍流大气中折射率的随机不均匀分布，其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现随机变化，变化情况与激光束宽w，和湍流尺度l的相对大小有关；当2w/l>1时，光束截面内包含许多湍流漩涡，引起光束强度起伏、相位起伏和光束扩展。记在弱湍流下，折射率改变很小，但由于存在大量的不均匀元，以致在一定距离之外，积累效应就十分显著，包括光束漂移、光束扩展、到达角起伏、大气闪烁等。

三、大气的湍流运动是怎么解释？

大气湍流是大气中的一种重要运动形式，它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强，远大于分子运动的交换强度。大气湍流的存在同时对光波、声波和电磁波在大气中的传播产生一定的干扰作用。

在大气运动过程中，在其平均风速和风向上叠加的各种尺度的无规则涨落。 这种现象同时在温度、湿度以及其他要素上表现出来。大气湍流最常发生的3个区域是：

① 大气底层的边界层内。

②对流云的云体内部。

③大气对流层上部的西风急流区内。

大气湍流的条件

大气湍流的发生需具备一定的动力学和热力学条件：其动力学条件是空气层中具有明显的风速切变；热力学条件是空气层必须具有一定的不稳定度，其中最有利的条件是上层空气温度低于下层的对流条件，在风速切变较强时，上层气温略高于下层，仍可能存在较弱的大气湍流。理论研究认为，大气湍流运动是由各种尺度的涡旋连续分布叠加而成。其中大尺度涡旋的能量来自平均运动的动量和浮力对流的能量；中间尺度的涡旋能量，则保持着从上一级大涡旋往下一级小涡旋传送能量的关系；在涡旋尺度更小的范围里，能量的损耗起到了主要的作用，因而湍流涡旋具有一定的最小尺度。在大气边界层内，可观测分析到最大尺度涡旋约为 1千米到数百米；而最小尺度约为1毫米。

四、光电子技术大气湍流效应的内容？

大气层中空气密度的无规则起伏称为大气湍流。湍流对光束传输的影响称为湍流效应。在地球表面，热空气上升，冷空气下沉，形成空气对流。

这样，在大气中各点的温度和密度是无规则变化的，这种变化随高度和风速而不同，变化较为剧烈时形成湍流。而大气的折射率取决于密度，因此大气的折射率也随空间和时间作无规则的变化，从而形成了大气湍流效应。

湍流效应主要表现为强度起伏；相位起伏（光束相位的不稳定，即相位的空间起伏和相位的时间起伏）和方向起伏（光束在大气中传输时，发生偏离某一固定方向的随机性波动）。

五、湍流方程？

湍流模型是指确定湍流输运项的一组代数或微分方程,通过这组方程,Reynolds方程得以封闭.它基于对湍流过程的假设,借助经验常数或函数,建立高阶湍输运项与低阶湍输运项直至与平均流之间的某种关系。

湍流的尺度远大于分子平均自由程，仍然满足连续介质假设。大部分人认为NS 方程可以描述湍流。

六、湍流概念？

1 湍流是一种流体运动的状态，表现出不规则、混沌、随机的特性。2 湍流的产生原因主要是流体内部存在的不同速度和方向的运动，导致了流体内部的能量传递和分布不均，从而形成了湍流。3 湍流在自然界和工业生产中都有着广泛的应用，比如飞机起飞和着陆时产生的湍流会对机身产生影响，而在工业生产中，湍流可以被用来加强混合和传热等过程，提高生产效率。

七、湍流效应？

大气层中空气密度的无规则起伏称为大气湍流。湍流对光束传输的影响称为湍流效应。在地球表面，热空气上升，冷空气下沉，形成空气对流。这样，在大气中各点的温度和密度是无规则变化的，这种变化随高度和风速而不同，变化较为剧烈时形成湍流。

而大气的折射率取决于密度，因此大气的折射率也随空间和时间作无规则的变化，从而形成了大气湍流效应。

八、湍流强度单位？

湍流强度I(turbulence intensity)按下式计算: 湍流强度等于湍流脉动速度与平均速度的比值,也等于0.16与按水力直径计算得到的雷诺数的负八分之一次方的乘积 计算公式:I=0.16*(re)^(-1/8) 式中:I—湍流强度,re—雷诺数 一般来说,其判定方法为:小于1%为低湍流强度,高于10%为高湍流强度。

九、何为湍流现象？

湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动.在湍流中的流体的各种物理参数,如速度、压力、温度等都随时间与空间发生随机的变化.从物理结构上说,可以把湍流看成是由各种不同尺度的涡旋叠合而成的流动,这些漩涡的大小及旋转轴的方向分布是随机的.大尺度的涡旋主要是有流动的边界条件所决定,其尺寸可以与流场的大小相比拟,是引起低频脉动的原因；小尺度的涡旋主要是有粘性力所决定,其尺寸可能只有流场尺度的千分之一量级,是引起高频脉动的原因.大尺度的涡旋破裂后形成小尺度涡旋.较小尺度的涡旋破裂后形成更小尺度的涡旋.因而在充分发展的湍流区域内,流涕涡旋的尺度可在相当宽的范围内连续地变化.大尺度的涡旋不断地从主流获得能量,通过涡旋间的相互作用,能量组建向小的涡旋传递.最后由于流体粘性的作用,小尺度的涡旋不断消失,机械能就转化（或称为耗散）为流体的热能.同时,由于边界作用、扰动及速度梯度的作用,新的涡旋又不断产生,这就构成了湍流运动. 流体内部多尺度涡旋的随机运动构成了湍流的一个重要特点：物理量的脉动. 要注意的是,湍流运动尽管是流体微团的运动,但远未达到分子水平.无论湍流运动多么复杂,非稳态的N—S方程对于湍流的瞬时运动仍然是适用的. Van.Kavman和I.G Taylor对湍流的定义为： 湍流是流体和气体中出现的一种无规则流动现象,当流体流过固体边界或相固流体相互流过时会产生湍流. Hinze对湍流的定义为： 湍流是时间和空间上的一种不规则的随机变化,可利用不同的统计平均值来统计. Bradshan对湍流的定义为： 湍流是宽范围尺度的涡旋组成的. 用一句话总结湍流： 在一定雷诺数下,流体表现在时间和空间上的随机脉动运动,流体中含有大量不同尺度的涡旋(eddy).

十、湍流的规律？

雷诺实验证实，对于粘滞流体，湍流的发生取决于流场的雷诺数Re =υ/（其中、υ 分别为流体的运动粘度和特征速度,为特征长度）。雷诺数为作用于流体上惯性力和粘性力的无量纲比值。当流体中发生扰动时，惯性力的作用是使扰动从主流中获取能量；而粘性力的作用则是使扰动受到阻尼。但大雷诺数只是湍流发生的必要条件。大气湍流的发生还须具备相应的动力学和热力学的条件。风速切变是扰动产生的动力因素，当风速切变足够大时，可使波动不稳定，形成湍流运动。温度分布不均匀，是影响大气湍流的热力因素。当温度的水平分布不均一，且斜压性不稳定时（见大气动力不稳定性），大气扰动较强，水平风速及其切变很大，这些因素都对湍流的生成和发展有利，晴空湍流经常发生在这种区域里。温度的铅直分布对大气湍流的影响，取决于大气静力稳定度。在自动对流不稳定的条件下，湍流的生成和发展很强烈。一般可用理查孙数(R)判别稳定度对湍流的作用：

[108-01]其中 为位温, 为重力加速度, /z和/z为位温和特征风速的铅直切变，1/?/z为大气铅直稳定度。理查孙数是浮力作功产生的湍流能量与雷诺应力作功产生的湍流能量的无量纲比值。在不稳定条件下，R0，湍流运动将反抗浮力作负功而消耗一部分湍流能量。当R数达到临界值时，湍流将完全受到抑制，转变为层流或波动。临界理查孙数大致在0.25～1之间,准确数值还需进一步用实验证实。R接近零时为中性大气，此时湍流得到发展或受抑制，还要考虑其他物理因子后才能断定。