水动力与生态耦合的赤潮藻类生长模型研究

针对近岸海域赤潮藻类生长及分布的特点,将简化了的赤潮藻类模型与水动力学中的对流扩散方程相耦合,建立了一个水动力与生态耦合的赤潮藻类生长的深度模型。模型中用一个积分形式的指数函数模拟了藻类生长过程,用一个一阶线性函数近似模拟了藻类的死亡过程,用藻类浓度的一阶导数项模拟藻类的输运过程,用浓度的二阶导数模拟了藻类的扩散过程,并用高精度的三阶迎风格式对模型进行了数值模拟,结果表明,该模型能正确的反映藻类的生长特点,与实际情况吻合良好。     

Numerical storm surge model with higher order finite difference method of lines for the coast of Bangladesh

In this study, the method of lines (MOLs) with higher order central difference approximation method coupled with the classical fourth order Runge-Kutta (RK(4,4)) method is used in solving shallow water equations (SWEs) in Cartesian coordinates to foresee water levels associated with a storm accurately along the coast of Bangladesh. In doing so, the partial derivatives of the SWEs with respect to the space variables were discretized with 5-point central difference, as a test case, to obtain a system of ordinary differential equations with time as an independent variable for every spatial grid point, which with initial conditions were solved by the RK(4,4) method. The complex land-sea interface and bottom topographic details were incorporated closely using nested schemes. The coastal and island boundaries were rectangularized through proper stair step representation, and the storing positions of the scalar and momentum variables were specified according to the rules of structured C-grid. A stable tidal regime was made over the model domain considering the effect of the major tidal constituent, M₂ along the southern open boundary of the outermost parent scheme. The Meghna River fresh water discharge was taken into account for the inner most child scheme. To take into account the dynamic interaction of tide and surge, the generated tidal regime was introduced as the initial state of the sea, and the surge was then made to come over it through computer simulation. Numerical experiments were performed with the cyclone April 1991 to simulate water levels due to tide, surge, and their interaction at different stations along the coast of Bangladesh. Our computed results were found to compare reasonable well with the limited observed data obtained from Bangladesh Inland Water Transport Authority (BIWTA) and were found to be better in comparison with the results obtained through the regular finite difference method and the 3-point central difference MOLs coupled with the RK(4,4) method with regard to the root mean square error values.     

大类培养模式下遥感概论课程的教学内容设计

大类培养已成为我国高校人才培养模式改革的重要方向,遥感概论课程作为武汉大学"资源与环境"大类的六大平台课之一,迫切需要综合考虑各专业的具体情况,建立全面完善的教学内容.本文调研了国内多个遥感基础类课程教学内容,从内容、体系、逻辑和实践4个方面出发,提出了对遥感概论课程教学内容进行重新设计的原则,在此基础上,贯穿遥感数据...     

WRF-DA中地面观测资料同化方案的改进与应用

为了改善地面自动气象站观测数据在WRF-DA(the Weather Research and Forecasting Model-Data Assimilation)系统中的同化应用效果,提高数值模式的预报性能,对WRF-DA地面资料同化方案中温度和风速订正方案进行改进,形成地面资料同化更新方案.通过考虑地形高度差异...     

MapGIS气象专题产品配色方案制作的研究

GIS作为一门重要的空间信息技术,在越来越多的气象信息系统建设中发挥了重要作用。本文针对气象不同专题产品的图饰样式,做出了对图例、标题、图框等点线面GIS文件的编辑,保存的样式文件(.XML)可在Web上发布,并可生成配色配置文件(.XML)。使用MapGIS平台基础SDK与组件库,利用数据中心易搭建思想,将数据中心功能仓库中的各个组件按需要按类型组合成一个大的功能模块,多个功能模块组成系统的主体框架,并说明了后台配置管理系统的总体技术架构。在其基础之上实现空间地理信息数据可视化管理、配色方案管理、工作空间编辑、图例编辑、标题图框编辑等一系列桌面GIS应用。     

两种湍流参数化方案针对水体温度演变过程的模拟与比较

依据山东跋山水库的观测数据,采用MY2.5参数化方案和κ-ε参数化方案在不同的表面边界条件下模拟观测的温度剖面演化过程。模拟结果显示,在风应力强迫的表面边界条件下,采用这两种参数化方案的模拟结果差别不大;当考虑Mellor和Blumberg的波浪破碎表面边界条件时,采用MY2.5参数化方案的模拟结果没有明显的改善,但采用κ-ε参数化方案的模拟结果有明显的改善,得到与观测相符的模拟结果。     

节理岩体中双向八车道小净距隧道施工方案优化分析

结合福州国际机场高速公路2期工程魁岐2号双洞八车道特大断面小净距隧道工程,建立了离散元数值模拟分析模型,针对节理岩体中特大断面小净距隧道施工方案进行了优化分析。分别研究了双侧壁导坑法、CRD法和CD法3种施工方案下隧道拱顶下沉、中间岩柱水平位移、围岩水平位移和围岩塑性区的变化规律。基于研究成果,并结合魁岐2号特大断面小净距隧道现场实际情况,在该隧道进口Ⅴ级围岩段,将双侧壁导坑法变更为CRD法,顺利完成了施工,此施工方案的变更对降低施工成本、加快施工进度、缩短施工工期均起到了较好的作用。研究结果可为类似条件下特大断面小净距隧道的设计、施工提供借鉴与参考。     

陆地边界谈判划界决策支持体系的探讨

边界谈判划界是一个重要而又复杂的问题,本文结合谈判划界业务的内容、流程和决策数据流分析,探讨了在GIS空间技术支持下谈判划界决策支持体系及其主要内容,并结合系统开发给出了划界决策支持系统的框架,为划界决策系统应用开发提供了理论支撑。     

基坑开挖对下方越江隧道变形影响的评价

采用数值模拟方法计算隧道附加纵向变形值,应用三次样条插值对其进行拟合,并通过曲线拟合方程计算基坑影响范围内隧道纵向变形曲率的分布,以判别隧道纵向差异变形的敏感位置,从而评价隧道在不同抽条开挖方式与不同开挖工况下的变形状态,为基坑支护的设计提供依据。研究表明：基坑中心位置隧道的纵向变形最大,隧道纵向变形曲率变化最大的区域为隧道纵向基坑围护结构的位置。说明对于由基坑开挖引起的近接隧道保护问题而言,在严格控制坑底隆起量的同时,更应关注基坑维护刚度对隧道结构变形的影响。通过施工工法、隧道纵向变形及隧道纵向曲率变化三方面的综合评价,得出顺向抽条开挖方式对隧道保护更加有利的认识。     

求解二阶线性常微分方程的一个显式差分格式

在求解常微分方程的方法中,有限差分法是使用最广泛的方法之一。考虑一个二阶线性常微分方程的边值问题,利用有限差分法,建立了一个具有二阶精度的显式差分格式。首先,通过讨论该显式差分格式的系数矩阵,证明了该显式差分格式解的存在性。然后,通过定义的3种不同范数之间的关系,证明了显式差分格式解的收敛性和稳定性。最后,通过计算机编程对实例的计算,验证了该显式差分格式的数值结果具有二阶精度,并且该显式格式数值结果绘制的图形稳定、光滑,与解析结果吻合较好。