强潮河口三维无结构网格盐度数学模型

采用平面无结构网格和垂向直接分层,建立了强潮河口盐度三维斜压力数学模型。无结构网格使模型能够适应河口复杂的边界,并可以根据需要进行局部加密。Casulli的半隐式法离散模型水位梯度和垂项紊动扩散项,克服了水位梯度和垂项紊动扩散对模型稳定性的影响,Semi-Lagrangian法用于模型对流项的离散,使模型具有"无条件"稳定性。采用水池风生流和盐度异重流算例检验了模型,并应用模型模拟了强潮河口(瓯江口)的潮流盐度运动,计算和实测结果进行比较,表明该模型是准确、可靠的。     

Application of an improved semi-Lagrangian procedure to fully-nonlinear simulation of sloshing in non-wall-sided tanks

The semi-Lagrangian procedure is widely used for updating the fully-nonlinear free surface in the time domain. However, this procedure is only available to cases when the body surface is vertical near the waterline. Present study introduces an improved semi-Lagrangian procedure which removes this ‘vertical-wall’ limitation. Coupling with the boundary element method, the improved semi-Lagrangian procedure is applied to the simulation of fully-nonlinear sloshing waves in non-wall-sided tanks. From the result comparison with the open source CFD software OpenFOAM, it is confirmed that this numerical scheme could guarantee a sufficient accuracy. Further series studies on 2D and 3D fully-nonlinear sloshing waves in wedged tanks are performed. Featured phenomena are observed which are distinct from those in wall-sided tanks.     

半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展(Ⅰ)

本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述,介绍我国在这方面的工作。还就此法和Euler法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。     

雷达回波外推预报的误差分析

基于天气雷达资料的外推预报是灾害天气临近预报的基础,选取4次强降水过程分析了外推预报的误差.主要分析方法包括3个步骤:(1)采用多尺度回波跟踪方法确定雷达回波的运动场;(2)采用半拉格朗日平流方案对雷达回波进行外推;(3)预报结果和观测结果进行对比.利用去相关时间方法分析了雷达回波的可预报性,利用预报技巧评分和相对绝对误差对外推预报的误差进行了定量分析.此外,还分析了外推预报的误差与尺度之间的关系,以及外推预报中的不确定因素 回波强度变化和回波运动场变化在预报误差中的相对重要性.这4次强降水过程的误差分析表明,预报误差随预报时效的变化基本上是以指数规律递减的,大尺度的降水系统对应较长的持续性,对于发展演变较快、尺度较小的风暴,其持续性较短.     

两步保形平流方案在高分辨率球面经纬网格下的跳点差分试验

尝试用一个基于有限差分的两步保形平流方案（TSPAS）替代美国国家大气研究中心第5版公用大气模式（NCAR-CAM5）欧拉-谱动力框架中的半拉格朗日传输（SLT）平流方案,并针对不同分辨率版本,计算水汽等物质的传输过程。通过设计保证守恒性的跳点差分法,解决了基于经纬网格的模式在高分辨率下由于极区纬向格距过小而造成的差分方案积分时间步长过短的问题,使得TSPAS在高分辨率下仍然可以使用较大的时间步长。理想试验表明：（1）跳点TSPAS在守恒性、数值精度（量级上）、保形性等方面均较好地保持了原TSPAS的特点,而积分步长可增大到与CAM5-SLT相同,比原TSPAS提高超过一个数量级;（2）较半拉格朗日传输方案,尽管TSPAS的耗散更大,但是在相同时间步长下更省时,且改进了半拉格朗日传输求解平流方程造成的不守恒问题。CAM5的比较试验表明：（1）采用跳点TSPAS的模式结果与非跳点计算结果相当,在高纬度跳点区域也并未出现模拟异常;（2）在高分辨率下,采用跳点TSPAS方案的CAM5模拟结果与原模式结果相近,并初步显示对东亚青藏高原南侧的虚假降水有所抑制。该工作确保了基于欧拉通量差分型的TSPAS在高分辨率模式下的大时间步长稳定积分,为解决有限差分方法在高分辨率模式发展中的相关计算问题提供了启示,为后续针对东亚地区的模式性能改进奠定了基础。     

Application of variational algorithms in semi- lagrangian framework

1.IntroductionWeatherforecastingmodelisasetofpartialdifferentialequations(PDE).Itshouldsatisfycertaininitial--boundaryconditions.Clearly,oneofthemostimportantimprovementsinweatherforecastingmodelistooptimizeitsinitialandboundaryconditions.Forthesimplicityofdiscussion,wemightregardthespatialboundaryconditionasakindofinitialconditioninspatialdimension.Aneffectivedataassimilationprocedureisrequiredinordertoutilizewidelycollectivedatafortheweatherforecastingmodelandfindanoptimalinitialcondition.…     

Multispectrum Method and the Computation of Vapor Equation

ＭｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒｕｍＭｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆＶａｐｏｒＥｑｕａｔｉｏｎ①ＪｉＺｈｏｎｇｚｈｅｎ（季仲贞）ａｎｄＷａｎｇＢｉｎ（王斌）ＬＡＳＧ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡ...     

Studies on Non-interpolating Semi-Lagrangian Scheme and Numerical Solution to KdV Equation

A new non-interpolating semi-Lagrangian scheme has been proposed, which can eliminate any interpolation, and consequently numerical smoothing of forecast fields. Here the new scheme is applied to KdV equation and its performance is assessed by comparing the numerical results with those produced by Ritchie’s scheme (1986). The comparison shows that the non-interpolating semi-Lagrangian scheme appears to have efficiency advantages.     

半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展(Ⅱ)

本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述。介绍我国在这方面的工作。还就此法和Eluer法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。     

GRAPES模式中高精度正定保形物质平流方案的研究Ⅰ:理论方案设计与理想试验

平流计算的精度对数值模式的结果有着重要影响.如何在半拉格朗日模式中发展高阶精度的标量平流计算方案是提高半拉格朗日数值模式精度的重要问题.文中采用计算流体力学中一个新的高精度正定保形的物质平流方案,通过映射单元格方法将其与半拉格朗日模式结合起来,既保留了半拉格朗日时间积分方案中积分时间步长大、计算效率高的特点,又发挥新方...