Wind Shear Stress / 풍속전단 응력

커다란 개방된 수역을 모델링 할 때 자유 표면상에 풍속전단응력을 포함하는 것이 바람직하다. 이는 수평 수면에 대해 FLOW-3D 에서 수행될 수 있다. 즉, 수면은 +z 방향으로 외향 단위 법선을 가지며 중력은 -z 방향이다. 이 유동은2차원(x-z 또는 y-z 평면에서), 3차원 또는 shallow (x-y 평면에서의 깊이 평균유동) 이다.  풍속전단응력 s 는 다음과 같은 2차식으로 계산된다.

여기서

  • ρa 는 공기의 밀도이고,
  • 는 수면 위10m상공에서의 풍속이며,
  • CD는 일반적으로 0.003인 풍속 전단계수(또는 항력계수) 값이다.

 

풍속은 일정하거나 시간에 따라 변할 수 있으나 수면에서는 균일해야 한다. Wind 변수는 Physics Wind 에서 정의된다. Wind 형태 밑에서 Constant wind Time variable wind 를 선택한다. Constant wind 가 선택되면 수면상 10m상공에서의 바람의 X-velocity Y-velocity 를 입력한다. 대신 Time variable wind 가 선택되면 사용자가 정의한 풍속 데이터 파일을 저장하기 위해 Browse 버튼을 사용한다. 파일은 3개의 열이 있어야 하며 이들은 좌에서 우로 시간, 수 면 위10m상공에서의 바람의 x속도 및 y속도를 나타낸다. 파일에서 행의 전체 수는5000을 넘지 않아야 한다. 모사 중 임의의 시간에 풍속은 선형 보간에 의해 계산된다. 마지막으로 Wind shear parameters 밑에서 Wind shear coefficient (CD) 와 Air density (ρa) 를 정의한다. CD의 기본값은 0.003이다.

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