大气均质层内无重力分离_第1页
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文档简介

大气均质层内无重力分离第一页，共十一页，2022年，8月28日

设大气粒子热运动平均速率为v，平均自由程为，平均自由时间为.

第二页，共十一页，2022年，8月28日

在讨论大量粒子的行为时，对于任何一个指定的时刻，粒子从此时刻到以前或者以后受碰撞时刻所经历的时间都是

=/v.

第三页，共十一页，2022年，8月28日因此，包含此指定时刻的相继两次碰撞之间的时间间隔为2.

粒子在每一次随机碰撞后的平均速率为零。

第四页，共十一页，2022年，8月28日

由于重力的作用，粒子将向下漂移，在2时间间隔内所达到的最大漂移速率为

umax=g2=2g，

因而其平均漂移速率为

u=umax/2=g=g/v.

第五页，共十一页，2022年，8月28日

当粒子累计漂移的距离等于大气标高H时，粒子的数密度将降到1/e.这一过程所经历的时间可视为产生重力分离的所需的扩散时间dif.

第六页，共十一页，2022年，8月28日dif=H/u=Hv/(g)

=[RT/(g)][8RT/()]1/2/

(g)

=(8R3/)1/2(T/)3/2/(g2)

38.2580(T/)3/2/(g2).

第七页，共十一页，2022年，8月28日

从另一方面看，粒子在每一次随机碰撞后，在相继两次碰撞之间从静止开始所通过的漂移距离为

S=(1/2)g(2)2=2g2.

第八页，共十一页，2022年，8月28日

而其平均漂移速率为

u=S/(2)=2g2/(2)=g.

由此可见，也能得到

u=g=g/v.

同样可得

dif=H/u

38.2580(T/)3/2/(g2).

第九页，共十一页，2022年，8月28日

利用dif

38.2580(T/)3/2/(g2)，采用标准大气的数据，可求得距离地面高度为h时的dif，结果如下。

第十页，共十一页，2022年，8月28日h/km

dif

0.001.89105a；

15.01.97104a；

30.02.01104a；

50.0149a；

90.0107d；

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