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5.2 近场区域末端(End of Nearfield region)

      一般而言,当喷流相对于环境流的驱动特征(动量与浮力)衰减后,即到达近场区末端,其体积与标量质量可转移至远场区并由环境流扩散输运。该情况可在不同情形下发生:  
- 横向来流中的喷流(Jet in cross-flow):喷流动量 $M$ 由扩散器初始动量、浮力以及环境流诱导(同向或反向)的动量 $M_{a}$ 共同决定。当超额动量变小并接近环境动量时,可视为近场结束,并按条件 $M-M_{a}<\varepsilon$ 在对应空间位置释放到远场模型。其中 $\varepsilon$ 为用户定义/标定参数,默认值为 1%。  

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图 5.2 喷流速度场及环境流贡献示意图(基于 Jirka, 2004 的改绘图)
- 静止环境中的喷流(Jet in stagnant environment):静止条件下环境流对喷流动量的贡献为 0,近场可延伸至喷流因稀释与浮力而失去自身动量的位置。考虑建模/数值限制,可定义喷流超额速度的最小值(记为 $\gamma$)作为近场结束并释放到远场的判据;默认 $\gamma=1\,\mathrm{cm/s}$。  
- 分层静止环境中的喷流(Jet in stratified stagnant environment):非水平喷流(正浮力向下或负浮力向上)在静止分层中会产生复杂过程:喷流可能被俘获在密度等于环境密度的层,或发生越层并经历浮力反转(buoyancy reversal)。后一种情况下喷流会侧向塌陷形成内部密度流并最终停留在终端密度层。该复杂过程未包含在积分喷流模型中;若缺乏合适的截断判据,模型会不现实地预测在终端层附近无限次振荡。因此,将第二次浮力反转视为近场计算结束并释放到远场模型。  
- 强反向来流中的喷流(Jet in strong opposing flow):当喷流进入强反向环境流并产生强曲率时,边界层近似(喷流内压强与外部环境相等)不再成立,因此一旦出现强反向来流,近场解即停止并释放到远场模型。  
      另一类终止条件是喷流触及底部、自由表面或侧向边界。喷流靠近固体边界或水面时的动力学(例如边界附近夹带率变化)尚未包含在 MIKE 喷流模块的近场计算中。因此近场计算将不受边界影响地持续至触边,并在触边处释放到远场模型。