龙卷风的数值仿真

作者简介

2013年日本东京大学博士毕业，师从日本风能学会主席石原孟教授，2015年回国后，在华中科技大学任职，已在计算风工程与风能运用领域以第一作者发表SCI检索论文23篇，论文总影响因子已达80+。在计算风工程与风能运用方向主持国家自然科学基金2项，省部级课题1项，2018年入选湖北省楚天学者，并于2019年晋升博士生导师。

内容简介

龙卷风通常是由一种被称为超晶格的雷暴发展而来。超晶格中包含“中尺度气旋”——一个位于大气中几英里高的有组织的旋转区域，通常有2~10公里宽。产生自超晶格的大多数龙卷风都遵循一个可识别的生命周期。当出现不断增加的降雨并伴随着一块快速下降的空气区域时，龙卷风这种极端自然现象就会出现。下沉气流在接近地面时加速，并将超晶格旋转的中气旋拖向地面。当中气旋降低到云层底部以下时，风暴的下沉气流区凉爽、潮湿的空气被吸走。上升气流中的暖空气和冷空气的汇聚，形成旋转的壁云。随着上升气流的增强，在表面形成一个低压区，以一个可见的冷凝漏斗的形式将聚焦的中气旋拉下来，这就形成了龙卷风。虽然上面所述的龙卷风形成的过程不完整，很多形成过程中的重要细节被遗漏，但是，从工程的角度来看，龙卷风是如何形成的并不重要，因为工程师们所关心的是龙卷风中流场与土木结构的相互作用，以及如何设计能够抵抗龙卷风袭击的建筑结构这些问题。因此，研究具体的流场和作用在建筑物上的气动力将是本书的主要研究内容。 本书较为详细地介绍了龙卷风风灾事件，通过较为详细的数学推导给出了龙卷风的模拟方法，从*基本的龙卷风形态开始逐步推进至复杂的龙卷风形态，并且介绍了龙卷风对建筑物的灾害作用，以及龙卷风所引起的飞掷物特性。本书图文并茂，对初步接触龙卷风的科研工作者有一定的借鉴意义。