无结构网格上二维浅水流动的数值模拟

提出在无结构网格上建立有限体积高性能格式族的统一框架,通过引入跨单元界面法向数值通量的逆风分解,将一维Osher、TVD两种通量分裂格式自然地推广至二维浅水方程组。给出了各种情况下浅水方程组有限体积法边界处理的计算公式。最后,利用该格式对穹包溢流、陆地动边界和河口潮流三个问题进行计算。结果表明,这类守恒格式具有高精度、无振荡性以及处理复杂流态过渡、自动捕俘间断和模拟陆地动边界的功能。     

Unstructured,anisotropic mesh generation for the Northwestern European continental shelf,the continental slope and the neighbouring ocean

A new mesh refinement strategy for generating high quality unstructured meshes of the Northwestern European continental shelf, the continental slope and the neighbouring ocean is presented. Our objective is to demonstrate the ability of anisotropic unstructured meshes to adequately address the challenge of simulating the hydrodynamics occurring in these three regions within a unique mesh. The refinement criteria blend several hydrodynamic considerations as the tidal wave propagation on the continental shelf and the hydrostatic consistency condition in steep areas. Several meshes illustrate both the validity and the efficiency of the refinement strategy. The selection of the refinement parameters is discussed. Finally, an attempt is made to take into account tidal ellipses, providing another cause for anisotropy in the mesh.     

洞庭湖泥沙淤积数值模拟模式

在确保沙量守恒的非恒定流、非均匀沙的二维水沙数学模型的基础上,通过洞庭湖水沙输运和河床变形计算实践,比较了两种冲泻质与床沙质的转化模式,提出了包括冲泻质在内的泥沙淤积模式和水沙动边界计算模式.从洞庭湖泥沙输运和河床变形计算的结果看,洞庭湖泥沙淤积数值模式具有较好的稳定性和较高的模拟精度,说明所建湖泊泥沙模型的良好性能和具有推广运用的前景.     

非结构网格上的三维浅水流动数值模型

针对当前复杂环境水流模拟的需求,建立了新型的基于特征型高分辨率数值算法的三维非结构网格浅水动力模型。模型采用有限体积法离散sigma坐标下的三维浅水方程,运用Roe黎曼近似解评估水平界面通量。模型网格拟合边界能力强,可根据需要局部加密;格式数值性能优良,具有守恒性、单调迎风性、高数值分辨率等特性。同时,应用干湿判别法处理动边界,以适应浅滩地形漫/露过程模拟的需要。封闭水池内部风生环流、干河床上溃坝过程和长江口实际潮流场的模拟从不同侧面展示了模型的特点,结果表明它能够准确地预测水流的三维流动结构,而且计算简单高效,具有良好的数值稳定性。     

海洋生态模型中参数时空分布的反演研究

本文将伴随同化方法应用于海洋生态系统动力学模型。将一年平均分为72个过程,通过同化每一个过程研究区域(17°N-~45°N,173°E~142°W)内的SeaWiFS表层叶绿素数据,优化影响生态机制的5个关键参数Vm、Dz、e、Gm、Dp(简称KP),得到他们在研究区域内的时空分布。对于KP中的每一个参数,首先,分别将其在时间和空间上求平均,得到参数的空间分布场(KPS)和时间分布序列(KPT);其次,将KPS在空间上求平均,得到一个常数(KPC),并利用KPS、KPT和KPC表示出KP的另一种时空变化形式KPST,它减少了模拟过程中变量个数。结果表明,无论是空间分布还是时间分布,Vm、Dz和e具有相同的分布特征和变化趋势,相关系数可达0.99,Dp和Gm亦然,;而Vm、Dz和e的变化趋势与Dp和Gm的变化趋势呈负相关,相关系数可达-0.99。5个参数的变化趋势符合物理意义和生态机制。将模型中的参数分别按上述5种形式赋值,正向运行模式1年,结果表明,考虑参数时空分布的实验误差最小。说明在海洋生态系统动力学数值模拟中,与只考虑参数的空间分布或者只考虑参数的时间分布相比,考虑参数时空分布更合理,更具有物理意义且符合生态机制;伴随同化技术在优化时空变化的参数方面,是一种有效的,普遍适用的方法。     

利用球体剖分瓦块构建真三维数字地球平台

全球离散网格是面向空间大数据的模型框架,常用于构建数字地球平台。基于球体的剖分瓦块不仅可以构建真三维的数字地球模型,而且可以实现天地一体化的空间数据集成、融合、表达和应用。本文详细论述了球体大圆弧QTM八叉树网格的剖分原理、网格几何特征分析和编解码方法等理论体系,并利用剖分瓦块实现了球体的任意分割以及地下、地表和空中实体的可视化建模。研究表明,球体QTM网格具有剖分规则简单、体系规整、几何特征明晰,适用性强等特点,尤其是可以推广到椭球。因而,该方案可用于天地一体化的空间数据的组织、管理与应用。     

INFLUENCE OF SERIES OF SQUARE GRIDS ON FRACTAL DIMENSIONS—A Case Study of Mountains of China＇s Mainland

MANDELBROT enunciated the uncertainty of the length of a coastline in his paper “How long is the coastline of Britain?” published in Science in 1967. The fractal concept was presented for the first time in that paper and has been applied to many fields ever since. Although fractal dimensions of lots of phenomena were calculated by the box-counting method, the quantitative influence of series of square grids on them is ignored. The issue is systematically discussed as a case study of the mountains of China‘s Mainland in this paper. And some significant conclusions are drawn as follows: 1) Although the fractal character objectively exists in the mountains of China‘s Mainland, and it does not vary with the changes of series of square grids, the fractal dimensions of the mountains of China‘s Mainland are different with these changes. 2) The fractal dimensions of the mountains of China‘s Mainlandvary with the average lengths of sides of series of square grids. The fractal dimension of the mountains of China‘s Mainland is the function of the average length of side of square grid. They conform to the formula D=f(r) (where D is the fractal dimension, and r is the average length of side of square grid). 3) Different dots of data collection can affect the fractal dimension of the mountains of China‘s Mainland. 4) The same range of length of side of square grid and dots of data collection can ensure the comparison of fractal dimensions of the mountains of China‘ s Mainland. The research is helpful to get the more understanding of fractal and fractal dimension, and ensure that the fractal studies would be scientific.     

球面离散网格与球体离散网格的比较研究

测地线在球体剖分中扮演着十分重要的角色,它保证了球体剖分网格单元的形体简单性和空间关系的一致性。本文基于对欧式空间和流空间的数学认识,探讨了球体剖分的评价标准,提出了基于大圆弧QTM的球体八叉树剖分方法,并指出作为一种大尺度的集成三维空间数据模型,全球三维离散网格是地理信息科学的一个新的发展方向。     

基于GIS的江苏省劳动保障网格化维护系统建设

摘要江苏省劳动保障网格化维护系统是以为网格化管理为指导,通过“3S”（GIS、GPS、RS）技术、计算机技术、网络技术、数据库等先进技术为支撑,实现基础地理数据编辑与维护、劳动保障监察网格化管理与维护、企事业单位标注模块的开发与应用,全面实现江苏省劳动保障监察网格化数据的信息化维护与管理。以创新监管方式为手段,为江苏省劳动保障网格化监察工作提供信息化决策依据,促进劳动保障事业的全面发展进步。