Tài liệu Đặc trưng loạn lưu lớp khí quyển sát đất tại một số điểm thuộc Tây Nguyên

BO GIAO DUG VA DAO TAO T R U ( J N G DAI H O C TO'NG HQI' HOANG XUAN HA N O I CO DAC TRUNG LOAN LUU LOT KHI QUYEN S A T DAT TAI MOT SO' DIEM THUOC T A Y NGUYEN U .-r- C^., -.^ Chuycn ngcinh : Khf tucrng Ma so : 01.07.09 Lu^Tn tin rh6 ticn sT Khoa hoc Dia ly - I3ia chat T^np the hu'cfng dan : 1. PGS.PTS. Phpm N g o c H o 2. FGS.nS. H^ noi 19f)4 Lc Dinh Q u a n g MUC LUC Trainfi Md dau 1 Childng I: Khai quat ve l6p khi quyen nat dat (LKQSD) va nghlen c{lu loon lilu LKQSD 6 ChUdng II: PhUdng phap nghien c ' u va oci nd so lieu il 23 II. 1.: Cac pliUdng trlnh va he thdc cd ban 23 11.2.: PhUdng phap nghien cilu 30 II.3.: Cd sd so lieu 32 ChUdng III: Dae diem loan liiu l6p khi quyen sat dat tai mot so diem thupc Tay Nguyen III.l.: Dieu kien dia ly khu vUc 37 37 1.: Dieu kien dia hinh Tay Nguyen 38 2.: L6p phu thUc vat 39 3.: Dieu kien khi hau Tay Nguyen 42 III.2.: Profil cac yeu to khi tUOng 50 1.: Dang profil luy thUa cua toe do gio 51 2.: Mo hinh loga tong quat cua Buduko 53 3.: Mo hinh Laikhtman 58 4.: Mo hinh Monhin-Obukhov 60 5.: Mo hinh loga tuyen tinii 63 III.3.: Cac dai lUdng dae trUng cho loan lUu I6p khi quyen sat dat 65 1.: Toe do dong luc u * ^- 65 2.: Dai lU0ng dac trUnR cho phan tang nhiet 70 3. : He ^'^o loan lUu ki 72 4. : Do go ghe Zo 75 5.: Dong 76 nhiet va dong am loan lUu ChUdng IV: NhUng bai to4n {ing dyng 80 IV. 1.: Bai toan xac dinh cac <^hc trUng nhiet am cua mat dem 81 IV.2.: Bai toan xac dinh cd sd khoa hoc cho viec che chan nang va tu6i tieu hOp li cho cay trong 89 IV.3.: Bai toan Ian truyen chat o nhiem trong khi quyen Ket luan Tai lieu tham khao 93 97 100 MO DAU L6p khi quyen sat dat (LKQSD) (chl den do cao vai chuc met) nhUng la l6p tuy rat mong dong vai tro quan trong nhieu llnh vUc kinh te, dc5i song. Day la l6p chlu anh hUdng va tac dong trUc va khong nhiet do, tiep cua mat dem va thUcSng vay trong l6p cac yeu to khi tUOng thay doi theo thcJi glan gian rat ro ret. Bien trinh ngay cua toe dp gio, do am . . . the hien ro hdn, chung CO gia tri l6n ma sat phan ma sat loan tU (trxl l6p khoang 1cm ngay sat mat dat - l6p rat mong c6 be day nh6t dem). L6p KQSD la moi nhieu loai dong thUc vat va la ndi ban cua con nghien mot so nu6c da duoc tien LKQSD d quyen nay luu c6 gia tri l6n nhUng boat dong cd CLIU l6p khi quyen khong khi trong l6p khi ro rang la chuyen dong roi, tru6ng song cua gradien thang dxlng cua hdn nhieu Ian so v6i cac tren cao. Chuyen dong cua hdn han so v6i khi quyen nhiet am v6i mat dem. Vi xuyen eo sU trao doi khi quyen nay, trong ngudi. Chinh vl vay, dien ra viec hanh til rat lau va da thu duOc nhieu ket qua. NhUng nguyen ly cd ban cung nhU nhUng ket qua nghien cilu cy the I6p KQSD da dUcJc trlnh bay trong nhieu cong trinh khoa hoc ma mot duOc trinh bay trong phan tai phan rat nho trong do lieu tham viec nghien cOu LKQSD chUa nhieu, chu yeu c J u vi khi hau txlng il khao. 0 nu6c ta ket hdp v6i nghien khu vUc. Nguyen nhan cua hien tUOng nay la do chung ta thieu may moc, phUdng tien quan trac hien dai, ngoai ra do chUa thay het tam quan l6p khi quyen nay. trong cua viec nghien cvlu De thay ro KQSD, chung ta hdn y nghla cua xet quy mo nghien cdu loan luu l6p cua cac hien khi quyen. Cac hien tUOng quy mo l6n theo doi va nghien hien tUOng loai nay ctlu t\X bo trong va ngoai ckc vuc du bao thcJi nha c6 the Ik mot phan chau lye quy mo nho hdn va ket lao trong viec giai quyet cac bai toan thUc te. Neu nhU klch thu6c tUgJng quy mo l6n khong gian cua cac hien mot ban cau, thi klch thu6c mot ho nho.... Kich thu6c ch^u luc hoac cac hien tUOng CO the chl la khong gian bao quanh mot qua doi, hay mot tiet va khoa hoc con quan tam, nghien ciJu cac hien tUOng khi quyen c6 qua dat duOc da c6 y nghla l6n qua trong thUc cac cong trinh da duOc cong nu6c ve cac llnh khi hau. Th6i gian gan day, Ket qua nghien cOu cac dung c6 hieu tien. Co the thay ro dieu do qua trong va vua da duOc quan sat rat lau. da duOc ap tU0ng xay ra thcli gian quy mo nho mot vUcJn cay dac trUng cua cac hien tUOng quy mo l6n cung vU0t rat nhieu Ian kich thu6c gian dac trUng cua cac hien tUOng eu the hdn quy mo cac hien tudng CO the dung sd do sau day ve quy mo nho. De hinh dung xay ra trong khi cac kich thu6c thbl quyen ta dac trung cua chung do Orlanski dua ra tren hinh 1. Tvl hinh 1 cho thay: nhUng hien tUdng nhU loan trong I6p KQSD v6i kich thu6c ngang khong qua 3km thcJi gian gicJ du6i Nhiing hien tUOng tU0ng. NhU vay, 1 dudc nay chlnh viec coi la doi nghien cUu luu va quy mo la hien tUOng quy mo nho. tUdng cua tang khi nganh vi khi quyen bien noi Quy mo t h c J i 1 thang 1 ngay gian 1 gi6 1 phut 1 giay Quy mo v\jla « I front} ! bao : I *^um may Igiong, tkc Jdong D.ly 200km Quy mo Vila B - 20km ;T6,h.{ing 1 [ t h a n h phoI Quy mo vijla K — 2km Quy mo nho « !L. b i e n ; Maytich! 200m Quy mo nho B - 20m L6p KQSD Vet k h o i 2m 0. 2m Loan l u u cd hoc 2cm Quy mo nho ^ Loan lUu chinh ap Quy mo nho t V 2mm Hinh 1 Phan loai cac hien tUOng khi quyen theo quy mo thcJi gian va quy mo khong gian ngang. Theo [46]. chung va l6p KQSD noi rieng c6 c{lu cac hien tUdng nganh nghien cOu quy mo lien quan chat che v6i nghien nho. tang khi quyen Dieu do cung c6 nghla la bien va nganh vi khi tUdng trong thUc te chl la mot. De nghien c{lu doi, quan trac va cac hen tUdng khao sat quy mo l6n chung tren pham vi ta phai theo khong gian rong I6n va trong khoang thcJi glan dai. quan trfeic khi tUOng rat lau trUng va hien cua hien cd hanh tinh nay van blnh trong th6i gian mo l6n dai nhU gia gia trl trung blnh mua, ly dUng each day tuc boat la nhUng dong. Cac dac dac trUng trung trl trung blnh nhieu nam, thang..., trong khi do, doi v6i hien tUOng quy mo nho ta phai chu y dai lUdng vat da duOc xay dang tiep tU0ng quy Vi vay mot mang lu6i dac trUng t6i gia trl tile thcii cua cac hoac gia trl trung blnh trong khoang thcJi gian ngan. NhU vay, de nghien cOu cac hien phai tien hanh quan trac khong glan, cac yeu to dac trUng ctlu cac hien tUOng quy mo moc nay rat hien dai v6i quan tinh tien vi vay ehUa duoe gap trong pham vi thc5i gian va bang phUdng tien may moc khao nhieu so v6i khi nghien thu6ng tUOng quy mo nho ta khi l6n. NhUng may nho va nhin chung rat dat sU dung rong rai. Day la nghien cdu cac mot kho khan hien tUOng quy mo nho noi chung va nghien c j u loan luu l6p KQSD noi rieng. il Tuy gap nhieu kho khan nhu vay song trong luan chung toi CO gang tlm hieu, giai quyet mot eo van an nay de dat ra trong nghien euu l6p khi quyen sat dat no chung va ap dyng cy the cho vung Tay Nguyen noi rieng. NhUng noi dung ehlnh cua luan an bao gom: 1. Xac dinh quy luat phan bo cac yeu to khi tUdng theo chieu cao. 2. Xac dinh cac dac trUng cd ban cua che do loan lUu LKQSD. 3. Xac dinh dong nhi^t, dong em trao doi giua khi quyen va mat dem. 4. Ap dyng cac ket qua nghien c c u nham giai il quyet mot BO bai toan thUc tien c6 lien quan. Cho t6i nay chUa mo hinh hoan chlnh c6 c6 mot ly thuyet chinh the giai tren. Vl vay viec lUa quyet tron thong hoac ven cac chon phUdng phap nghien van de c\lu thleh hOp v6i nhUng dieu kien eu the la rat can thiet. De giai quyet nhUng van de neu tren, trinh bay theo thvl tU sau: md dau, 4 chUdng, luan an duOc ket luan va tai lieu tham khao. Luan tiep va an da sU giup duoc hoan dd nhiet PCS. PTS. Le Dinh Quang. thanh du6i tinh cue Ha noi, luan an, giup 60 eua cac chuyen gia, trong va ngoai trUcJng Dai hoc Tong hdp dac biet la cua TS. Kieu Thl Xin, PGS, PTS. Tran Tan Tien, PTS. Dinh van Uu, Mai Trong dan trUc PGS. PTS. Pham Ngpc Ho, Trong thcJi gian thUc hien tac gia con nhan dU0c sU gop y, cac ban dong nghiep sU hu6ng Thong, PGS. PTS. Nguyen Trong Hieu, Pham Quang Anh .v..v. thanh cam dn moi sU giup dd qui^ biet dn Phong Dac tao sau dai hoc noi, Khoa Dia ly-Dla chat. Tac gia PTS. xin chan bau do. Tac gia cung to long trUcing Dai hoc Tong hdp Ha Bo mon Khi tUdng da tao moi dieu kien thuan lOi cho tac gia trong qua trinh lam luan an. ^6ChUdng I: KHAI QUAT VE LKQSD VA NGIII£N,_CUU_ X Q A N _ ^ U I L L 6 E _ K Q ^ Trong chUdng nay ve nghien ctlu l6p trinh bay tom tat ly thuyet khi quyen sat chuyen dong khong khi trong dat, dac diem cd l6p khi quyen sat dat c J u che do loan litu l6p KQSD. Co the noi rang: il cua mat dem (bao gorr du6i cua khi quyen la mat dat va mat cua die hinh, khong khi trong giang manh trUcJng toe trong khong gian. Co the noi, l6n la chuyen trUng cd ban dong roi cua Idp khi tac dong trUc tiep den dac do trUng bdi sU dong trong LKQSD phan cung la mot trong nhUng dac quyen nay. Khi nghien ciiu kl ban chat cua chuyen dong roi cho thay trong do xuat Ong suat CO vai tro tUdng tU vlng thang theo thcii gian cung nhU chuyen va day SU loi lorn l6p khi quyen tang thap. rat philc tap, cua ma sat v6l phat xa nhiet khao nhau cua Chuyen dong trd nen me trUc trong khi khong tai chinh mat dem. miXc do hap thy, cua gian tiep hoac cua khi quyen glam dan nhUng phan khac nhau cua mat dem cung chuyen dong eU hien dien noi rieng. Do mat dem nen toe do gio trong l6p du6i khi do cao giam va bang va nghien va hien tU0ng xay ra trong l6p KQSD ban cua nu6c ) nhU la gi6i han nguyen nhan hoac tiep cua rat nhieu qua trlnh quyen noi chung va tong quan suat nh6t nen duOc hdn hien mot goi la ling suat roi hay iJng suat loan lUu L6p KQSD duOc coi la tang du6i ndi CO sU thay doi cua cac cua I6p khi dong roi va ilng quyen bien, suat loan luu khong vU0t qua 10% do IcJn cua chung. DUa vao ngu6i ta da duOc do danh gia cao l6p dinh nghla nay KQSD vao khoang vai chuc met (xem [15], [30]). Trong giai doan kha dai nghien ciiu chuyen dong roi c6 the neu ra mot so moc tieu bleu nhU sau: - SU khac biet giUa che do chuyen dong tang va chuyen dong roi da dU0c nhan biet til nua ly thuyet roi chl duoc trinh l6n cua dau cua the coi la xuat hien cung Reynolds trong khoang Trong nhUng cong trinh cua minh, kien de dong chay tang Re. dien gia trl eua cac th6i gian 1863-1895. trong ong chuyen Reynolds cung la ngUcJi de nghi bieu dong lUe hoc tong eua thanh phan trung blnh va thanh du6i dang phan xung. Bang each lay trung blnh theo khong gian va thcJi gian, dong roi len duOc,do va phai c6 cung gia tri dai lU0ng thuy ra dU0c anh hUdng cua sang tUdng tU dong chat long nh6t khong nen la: phai c6 tUdng tU ve mat hinh hoe cua so Reynolds: v6i nhUng cong xac lap duOe tieu ehuan lUc hoc tong quat cua dong nhUng Reynolds da chu y den dieu eua chat long dong chay roi. Ong da ky XIX Reynolds da chl dong trung binh qua iJng suat dang: 'Cxx = - ? u'u' ; Xjty- = -9 u'v * ^ y., X = -9 trong do u', v', U'w' , ... w' la cac phan xung e\ia van toe, mat do khong khi con net ngang bieu NhUng ling suat nay dudc goi suat Reynolds. NhU chung ta thi sU lay la ilng da biet, suat loan 9 la trung binh. lUu hay ilng so Re chinh la tv so - 8 - giUa gia tri dac trUng cua lUc quan tinh c6 tac dung lam long chat long, ngUOc lai quan tinh tang nhUng bat dong lUc nh6t c6 tac nhUng bat dong nhat ton tai trong long so Re nho, dung san bang chat long. Vi vay khi dan chuyen tang thi ngUOe lai, thanh dong long trong ong, Reynolds da tim dU0e gi6i han chuyen til dong dong trong nhat tif-ong lUc nh6t se chiem Uu the va dong c6 dac trUng cua dong chay tang con khi so Re long se dan va lUc nh6t. LUc roi. Doi v6i dong chat so Re dac trUng, tang sang dong moi tru6ng c6 sU dong chat roi. Khi xet phan tang do la chuyen nhiet do (nhU trong LKQSD chang han) phai xet them den anh hUdng cua lUc Acsimet. Trong trUcJng hdP nay phai dung mot tieu ehuan khac, Richardson: Ri bieu dien moi tUdng quan va lUc Acsimet. anh hUdng CO lien quan trUc tiep dem. Neu dong nhi$t roi thang xuong mat dem) thi lUc Acsimet trien cua xao tron roi giUa lUc quan tinh cUa lUc Acsimet v6i dong nhiet dilng c6 tac con khi do la so len loan lUu roi trao doi lai v6i mat am (hu6ng til khi quyen dyng can dong nhiet trd sU phat roi thang dilng dUdng thi ngUdc lai. Van de tiep theo cua nghien eu'u cac bieu thiJc dinh lUOng dac trUng cho dong roi. Do sU xuat hien eua cac trlnh mo ta chuyen dong roi thiet lap cau true eua chuyen ilng suat roi nen he phUdng khong khep kin. Vi vay xac dinh cac ilng suat nay. Co hai nay, do la: loan lUu la can phai hu6ng chinh thUc hien dieu dung ly thuyet ban thUc nghiem tim moi lien he - 9 giUa cac ling suat roi va cac dac binh hoac sU dung ly trUng cua chuyen dong trung thuyet roi thong ke hien dai trUc tiep nghien cilu cac thanh phan thang giang cua tru6ng toe do- - Ly thuyet loan lUu ban kinh dau the ky XX song phat nhUng nam 30. Ly pham cua cac tac nghiem dU0e dUa trien manh nhat vao nhUng thuyet nay gia: gan lien G.I.Taylor v6i ten ra til nam 20 va tuoi va tac (1915,1932); L.prandtl (1925); Th.Von Karman...[28]. No duOc xay dUng dUa tren cd sd tinh tUdng tU giUa trong do phai ke chuyen loan lUu v6i xao tr^n den tinh loan lUu v6i vay da giup khep kin he va xao tron ph&n tU, tU giUa quang dUcJng dlch chuyen tU do toe do trung binh cua Mot so gia thiet duoc dUa Ben canh do, tUdng quang du6ng dlch tU, giUa cUcJng do roi v6i phan tU, giUa he so loan luu he so khuech ra tren cd sd nhUng cua phan chuyen dong tan phan tU. tUdng tU nhU phUdng trinh mo ta chuyen dong roi. ly thuyet ban kinh nghiem con giup xac dinh qui luat loga van nang cua profil toe kenh va trong l6p bien. Ro rang ly do trung blnh thuyet ban kinh nghiem da gop phan khong nho trong viec giai quyet toan thUc te quan trong, dang tin cay va khong giup song trong ong, hang loat nhUng bai no khong c6 lap luan tim hieu ky hdn ve cd vat ly cau vat ly cua loan lUu. - Trong ly thuyet trUcJng thuy dong cua chuyen loan lUu thong ke hien dai cac dong roi dUde coi la ngau nhien. Cac thanh phan thang giang cua toe do: cac trUcJng u', v'. - 10 w' duOc nghien cilu trUc tiep va ngau nhien. Doi v6i chung, dUdc coi can xac dinh cac qui luat phan bo xac suat va cac dac trUng thong ke chu lUu, mo men tUdng quan, yeu nhu cUcJng do loan pho eua chuyen dong roi ... Ket qua nghien cilu theo hu6ng nay da dU0c cua: A.N.Kolmogorov, la cac dai lUdng trlnh bay trong cong t%inh A.C.Monhln, M.I.Iudin, V.I.Tatarxki, Pham Ngoc Ho .,.[11,12,13,14,28,29,32]. Ben canh nhiing thanh tUu nghien cilu ly thuyet, viec do cac thanh phan xung roi cua cac dai lUOng khi tUOng cung dat t6i nhiing ket DUa vao so lieu thUc do ngu6i ta da tUdng quan, mat do pho, nhien cac ket c6 the tinh dudc cac ham dong nhiet, qua nhan dUde ehUa qua to l6n. am thang dilng ... Tuy nhieu va con bl han che d nhieu mat. Trong nhieu trUc5ng thUc te ta phai ap hoac nhUng phUdng phap hOp, khi giai quyet cac dung nhUng ly thuyet, ddn gian. Mot so chung se duOc xet ky hdn trong eac bai toan nhUng gia thiet khong nhieu trong phan sau, con d day chl neu mot each khai quat eac ket qua cd ban. Mot trong nhUng thuyet tUdng tU va ly thuyet dUdc phan tich thil nhUng dac trUng hau nhU khong doi va y thiet lap nhUng dyng nhieu la ly nguyen. Qua phan so lieu quan trac trong tang khi quyen dieu do gdi sU tich cac bien cho thay luon c6 dUdc lap lai nhieu Ian, moi quan he kinh nghiem doi v6i cac bien quan tam. Ly thuyet tUdng tU se cung cap cho ta each nhom nhUng bien nay sao cho c6 loi nhat va each bo trl - 11 thl nghiem de c6 the thu dUOc nhieu Bdckingham (Buckingham) dUa ra thong tin nhat. Nam 1914 phUdng phap phan tich thil nguyen va goi cae nhom v6 thil nguyen la nhom Pi, nen ly thuyet Bdckingham Pi. Ngoai cac nhom con lap dU0c nhUdng bien ty sau do lap v6 thil nguyen ta le m6i qua to hdp eac bien khac nhu quang dUcJng Monhin - Obukhov, toe do ma sat, qui mo nhiet do, do am ... NhUng (cac bien qui m o ) , chu thich chi tiet ve cac l6p ty ve eac bien ty le le tUdng tU, lien he tUdng tU ... trong l6p khi quyen ve eac moi bien da duOc dUa ra trong nhieu cong trinh, chang han trong [46]. Viec ap dung ly thuyet tUdng tU tim duoc qui luat profoil loga van toe do trung binh trong l6p KQSD khi phan tang d nang cua trang thai can bang la mot trong nhUng thanh tUu quan trpng. Mot gia thiet quan trong khac la gia thiet ve roi "dong bang". Gia thiet nay trac tai mot diem trong khong gian dai thay cho viec quan trac cac gia khong gian cung mot hop, loan lUu CO la cd ngang qua dau do cua CO the dung de chuyen coi la sd de bo tri quan trong khoang trong mot bi dong lUu nhU la gian sang phep do tUdng ling trong khong so tru6ng bang khi thiet bl quan trac. NhU vay phep do loan th6i gian tri tai nhieu diem trong luc. Theo Taylor, the duOc cua Taylor no di toe do gio ham eua thcJi gian, Ta c6 the phat bieu gia thiet nay du6i dang: doi v6i bien S bat ky, loan luu CO the dUdc coi la dong bang neu 12 ds as zz 0 hay = - u dt u, v, true toa do- De w 3>t w la thoa <}s v at trong do ris as ^^v thanh phan man yeu toe do cau (1.1) '^« gio V theo cac cua gia thiet Taylor, Willis va Deardorff (1976) de nghi: 0 V n^^ < 0.5V hay < 0.5 (1-2) V trong do «V la do lech ehuan eua toe do gio eon do cua cUcJng do loan lUu. NhU V thiet Taylor vay gia la so se duoc thoa man khi n v nho hdn nhieu so v6i toe do gio trung binh. - Trong nhieu bai toan thUc te ta thUcJng phai sU dung gia thiet ve ham ngau nhien dilng lien quan t6i each lay trung binh thc5i gian. De u6c lUdng gia tri trung binh cua ham u(t) tai mot diem eo dinh nao do ta sU dung dai lUOng ngau nhien dang: 1 T/2 » u(t) = - U ( t + r. ) d't (1.3) T -T/2 trong do T la elhu ky lay strung binh. NhU vay khi T -»• " , u(t) > se tien t6i trung v6i gia thdi diem t ti u (t) - u (11) se khac gia > giam ta tri trung cung dan t6i 0 CO binh u ( t ) . Neu xet tai gia trl khi T — • u(ti) • , hay " va noi hieu each lim u(t) CO the khong phu thuoc vao t. Trong khi do T—•" > trl trung blnh xac suat u(t) nhin chung lai la ham cua - 13 t. Vi vay de hai gia tri nay trung nhau thi: u(t) - U = const Bang lap luan tUdng tU (1.4) c6 the thay: viec binh theo thc5i gian chl c6 the ap dung bac cao khi eac momen nay lay trung de xac dinh cac momen khong phu thuoc vao cac thcJi diem eu the ma chl phu thuoc vao hieu gia tri eua chung. Dieu kien chung nhat thoa man suat N chieu dang: trl N, ti, tz, cac dieu neu tren la: phan bo mat do xac Pti, t2...tNCui, U2...Un) v6i bat ky gia ..., tN nao deu khong phu thuoc vao N thong so ti, ts, ..., tn ma chl phu thuoc N-1 khoang: ts-ti, ts-ti, ,.., tw-ti,, tile la thoa man dieu kien: Ptl. t2 tN(Ul, U2,...,Un) Ptl-*^h. t2*-h tN-vh(Ul, U 2 , . . . , p t S - t 1 . -t3-tl trong do h dung doi dilng CO nghla la thuy dong lUc hoe, la so thUc bat binh) cung ky. Ham ) dUdc goi v6i cac dong roi duOc xet tile la tat ea nhU nhUng loan lUu cua cac yeu to ngau nhien u(t) nhien dilng. thi dieu kien can on dinh theo nghla cac dac trUng trung binh toe do trung blnh, dieu kien nhU vay kho xay thUc^ng bat on dinh nam kha ro net. Song neu xet gia tri nhiet do ben ngoai phai khong doi theo thcJi gian. Doi v6i dong roi thUc te, theo nghla day du (1.5) la ham ngau dac trUng cua dong (vi du nhU sU phlin bo trung Un ) = t N - t 1 (Ul , U 2 , . . . , U n ) thoa man dieu kien ( 1.5 Khi ap - dieu kien dilng ra do gia tri trung blnh va c6 bien trinh ngay va tile thc3i cua cac yeu to - 14 trong khoang thcJi gian khong l6n (vai phut t6i vai chuc phut) thi qua trinh ngau nhien tUdng ilng c6 the coi la dilng. r qua trlnh ngau nhien ngUcJi TUdng tU nhu tinh dilng cua ta dUa ra khai niem trUcJng ngau nhien duOc goi khong gian) cua vao vi tri tUdng ho CO tinh dang hu6ng mot each tUdng tU trung binh (theo nao do khong phu tUdng quan khong neu cac gian) chi phu dac trUng va duoc ngau dong nhat loan lUu Taylor dUa do. Khai niem lUu do Richardson ra vao nam 1935. Sau luan ve cd che vat ly dUa dong roi luon xuat hien trong do xoay hu6ng dia cua xao tron loan (1922). Theo Richardson, nhUng xoay eo kich thu6c trong khac nhau, kich thu6c nay xuat hien la do sU bat on dinh cua xoay kich thu6c duOc sinh ra til l6n hdn mot sU bat on nang lUOng til dong dinh va sinh ra ra ve cung duOc xac dinh nay Kolmogorov (1941) dUa ra ly thuyet ve roi dang phUdng dUa tren lap thuoc nhieu diem khong phu noi cac diem hu6ng cua thuoc vao dac trUng nhieu giUa cac diem do. Tru6ng hu6ng eua dean nhat dang gia trl trong khong gian eon cac diem (chang han momen tinh dong neu no tai mot di^m vl trl eua diem do thuoc ea vao nhht 1^ dong nhien dong nhat. TrUcJng ngau bac. NhU vay dinh cua dong trung binh. Song cac xoay nho trung blnh, den lUOt no hdn mot bac nang lUOng cho chung. Qua trlnh nay dien luc cac xoay c6 kich thu6e nho nhat. xoay l6n nhat nhan lai bat on va qua do truyen ra lien tyc cho t6i thong qua tac dong cua tinh nh6t ma bien nang lUOng do thanh nhiet. Theo Kolmogorov, cac xoay c6 klch thu6c du nho (bat dau til kich thu6c 1 nao - 15 - do) se khong con dinh hu6ng nUa va trong pham vi do roi dUdc xem la dang hu6ng. Noi each khac , mac du dong trung binh va nhUng bat dong nhat qui mo rat l6n cua moi chuyen noi chung la khong dong nhat va dang hu6ng, che do thong ke cua cac xung c6 dong roi song eo the coi kich thu6c du nho trong dong roi CO so Reynolds rat l6n la dong nhat va dang hu6ng. NhUng ly thuyet, gia thiet va phUdng phap neu tren la cd sd de nghien cilu trong nhieu tru6ng can cil vao dieu giai quyet nhung van de hOp, kien thUc tien. Song phai eo them nhung thUe te. gia thiet khac Dieu nay duOe thay ro khi nghien cilu eu the loan lUu trong LKQSD. Ngoai tinh e>iat dong lUdng, dong nhiet, khong doi theo chieu cao cua dong dong am, trong 16p KQSD ngUcJi ta da ehilng minh dU0e rang [30]: - Hu6ng gio khong thay doi theo chieu cao. - Dieu kien can bang phiem dinh trung v6i dieu kien dang nhiet va d ndi eu do cao tren mat gradien thang diJng eua nhiet do bien khong l6n thi trung vrii gradien thang dilng cua nhiet do the vl. Nhu tren da trinh bay, dUa vao tinh tUdng ty giUa xao tron loan lUu va khuech tan phan tU, niem ve quang dUcJng dlch Neu khong c6 ghi ngudi ta da dUa ra khai chuyen loon lUu va he chu them thl quang dUdng dlch lUu 1 va he so loan luu K d day dUdc col la so loan lUu. chuyen loan ilng v6i true toa - 16 do Oz. Mot van de dat ra la: the nao theo z. DUa gia trl cua 1 va K thay doi nhU vao cac gia thiet ve sy hoac K vao do cao z ma nhieu tac phy thuoc cua 1 gia da xay dyng dudc cac mo hinh khac nhau nghien cUu tang khi I6p khi quyen sat dat noi rieng. Nhung su phy da duoc liet ke kha day du dang cua chung. Moi quan quyen bien noi trong [49] trong nhieu cong trinh thuoc nhu vay va cho thay he giua K va 1 cung chung va ro sU da duoc trinh bay [25], [28] dudi dang: du K = l^ " . (1.6) dz Mot trong nhiing dang phy thuoc eua K vao z hay duoc sU dyng la: - K phy thuoc tuyen tinh vao z trong LKQSD. - K khong doi trong tang ben tren LKQSD. (ludin va Svetz, 1940; Tverxcoi,1962; Blackada, 1965). Trong Idp KQSD, yeu to khi tUOng dong vai tro trUdng hop da duoc Ap dyng quan trpng. TrUdc ly tudng hoa, bien tren ban phang khi bang. nghien cUu profil thang dilng cua cac do la dong phan tang nhiet do c ly thuyet dong dong 1925 da dua ra duoc qui luat von va thU het ta xet roi trong Idp trang thai can nguyen Prandtl, nang xac dinh profil toe do dy6 i dang: u(z) = u* f( ) (1.7) 1> 2 * trong do u* = ( c 9 '/) goi la toe do dong lUc, c6 thil nguyen van toe va duOc z la khoang each tU ban phang, > la > - 17 he so nhdt dpng hoc con f la ham van nang cua bien khong thU z .= Ur nguyen . Khi thanh khong duoc coi la nhan va duoc dac trung bdi dp cao loi lorn ho nao day thi ngoai bien khong thil z .u* nguyen , ham f con phy thuoc vao cac bien khac, chang ho. u* !'T' han ..: y . f^^/^^ 1 De ta chia l6p KQSD thanh 5> .> cac Idp nho. Ldp gan thanh nhat c6 do cao z < la lop ma u* trong do Ung suit ma sat nh6t l6n hdn nhieu so v6i ilng suat Reynolds. xet dang Ldp nay cua ham duOc goi f ngUdi la ldp nhdt dem. Trong ldp nay ham f CO dang: z.u* f( z.u* )= CI.8) va profil cua toe do trung binh c6 dang: _ U* u(z) = . z (1.9) 30, . > Mot ldp khac d ben tren vdi ^ ' A' ung suat \ 500. P < z < c6 • Reynolds Idn hdn nhieu so v6i ilng suat ma sat nhdt. Trong ldp nay ham f c6 dang: z.u* f( z.u* ) = A . ln( )+ B (1.10) va profil cua toe do trung binh c6 dang: u(z) - A.u*.ln z +Ai (1.11) A la hang so van nang khong thu nguyen, B, Ai la tinh chat nen I6p cua dong ham (1.11) bien logarit. Cong thilc hang so. Do nay duoc goi la I6p (lQ.lrr--da duoc KarmaQ^( 1930), Prandt * p-^^;.