飛行汽車要實現，得過這一關_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-11-25 17:36
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研究人員在飛行器上安裝了傳感器，以便對建築物尾流進行更精確的測量。
在過去幾十年中，全球人口迅速增長，城市化進程加快。隨之而來的是拔地而起的高樓大廈、先進的無人機、更節能的通風系統，甚至是空中出租車。但這些尖端技術必須應對自然現象——風的挑戰。
在第73屆美國物理學會流體動力學分會年會中，科學家們展示了一些關於城市氣流模擬及預測的最新發現。
未來城市的天空很可能會被自動飛行系統佔據。美國俄克拉荷馬州立大學的研究團隊開發了一種技術，可以模擬系統在飛行時可能面對的環境風險，從而提高其行駛安全性。
“城市環境給空中移動平台帶來了巨大挑戰，”研究組組長Jamey Jacob説，“除了交通擁堵之外，建模、城市局部風場的檢測和動態適應以及不確定天氣條件下的精確導航，都存在技術鴻溝。”
研究人員在飛行器上安裝了傳感器，以便對建築物尾流進行更全面的測量。他們將這些測量數據與數值預測結合起來，希望藉此更好地瞭解城市環境中的複雜風型。
這項工作有助於改善風力預警及天氣預報。除無人駕駛飛行系統外，其成果也適用於常規飛機。
薩里大學的科學家也對建築尾流展開了研究。着眼於提高城市空氣質量，他們研究了單座高層建築和高層建築羣之間的尾流差異。
“瞭解如何模擬高層建築的尾流，是城市規劃者向減少熱島效應、改善城市空氣質量邁出的第一步。”機械工程研究員Joshua Anthony Minien説。他發現，在下游較遠處測量時，建築物羣和單座建築物的尾流特徵相似。風向的改變似乎也會顯著影響建築羣尾流。
參會人員還闡述了建築物通風問題相關的研究成果。
劍橋大學研究人員Nicholas Wise發現了當前被動自然通風系統模型中存在的問題。傳統系統模型通常使用置換流，即夜間較冷的空氣通過一個開口進入建築，白天積聚的較熱空氣會通過另一開口流出。
Wise等使用的數學模型顯示，在清除熱空氣的過程中，置換流難以持續。相反，房間會經歷“不平衡的交換流”，這會減緩清除過程。Wise説：“置換流會向不平衡交換流轉化。”
此外，增加一個相對狹窄的低開口就能大幅加速房間的冷卻，這讓研究人員感到非常驚訝。他們的研究成果將幫助自然通風系統的設計者優化其作品。
（部分圖片來源於網絡）
◎編譯 | 德克斯特
◎審稿 | 西莫
◎責編 | 陳之涵
◎來源 | 第73屆美國物理學會流體動力學分會年會
◎原文鏈接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/aps-tso112320.php
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