中尺度地形对热带气旋边界层的影响

基于梯度风动量近似理论,考虑气压梯度力、科氏力、湍流摩擦力、离心力和惯性偏差力5力平衡,得到了柱坐标系下具有热带气旋边界层特征的解析解.并着重讨论了三维钟型孤立地形及二维钟型地形对径向速度、垂直水平流场及垂直速度场的影响.对于数值解的再现表明,热带气旋内边界层的运动同时受到湍流摩擦作用与地形作用的共同影响,二维钟型地形比三维钟型孤立地形对于垂直速度场、径向速度场及流场有更明显的影响.而热带气旋中心与地形中心的不重合会产生风场的不对称结构,且会在地形西北侧形成"偶极型"的垂直速度.     

谱方法求解非惯性系中二维不可压缩渠道流

用谱方法求解了非惯性系中二维不可压缩渠道流动.控制方程采用原始变量提法,外力包括非惯性动系的线加速度以及转动角速度和角加速度引起的惯性力和科氏力.压强用Poisson方程求解.流向用Fourier多项式离散,竖向用Chebyshev多项式离散.将边界条件用谱多项式展开,在谱空间用Chebyshev-tau方法时间推进求解半隐式离散的速度方程和直接求解压强方程.利用该算法,分别计算了动系作匀速转动和加速转动时的二维渠道流动.并将计算结果与控制体积分方程所作的理论分析作了比较,结果互相符合.     

流体在强制湍流中给热系数测定的探讨与改进

一、情况概述对流传热是传热的基本方式之一.它也是化工生产中较为普遍和重要的传热方式.因此研究对流传热在化学工程中,特别是在传热章节中占有很重要的地位.对流传热的热量转移是在流动着的流体内部进行的.因此,流动产生的原因,流动情况(如流速、湍流程度等),流体温度、流体的种类和流体的物性以及参与对流传热的固体壁面形状、大小和位置等都不同程度地影响着对流传热的进行,其影响因素之多,使我们     

优化张力参数与边界条件的平面三次Cardinal样条

当数据点给定时,三次Cardinal样条的张力参数和边界条件均为自由变量,因此可对这些自由变量进行优化,以得到满足某种特定要求的最佳三次Cardinal样条。讨论了如何通过优化张力参数与边界条件使得构造的平面三次Cardinal样条尽可能光顺。首先,分析了三次Cardinal参数样条曲线形状的影响因素;然后,利用曲率变化能极小对三次Cardinal参数样条曲线的张力参数与边界条件进行优化,获得张力参数与边界条件的唯一解; 最后,给出了对应三次Cardinal样条函数的张力参数与边界条件的优化方法。实例表明,经曲率变化极小优化张力参数与边界条件后的三次Cardinal样条比三次Catmull-Rom样条更为光顺,插值效果更好。     

2012年7月发生于浙南山地的短飑线过程研究

山区强对流天气的发生条件十分复杂.选取2012年7月5日发生在浙江南部山区的一次短飑线天气过程,分析加密自动站、多普勒雷达和FY2E的TBB资料,并借助数值模拟手段,研究山地强对流天气发生发展的条件.利用自动站资料、叠加雷达和TBB资料,进行地面中尺度分析,对地面散度场特征进行了统计和分类,分析与山地强对流发生发展的关系,揭示山地强对流发生发展的前期特征.结果表明,来自东面海洋的东南气流易于在迎风坡前形成中尺度辐合区,这些低层辐合区是触发对流的有利条件.流场的辐合往往在回波单体出现前20min就已经存在.地面辐合线可造成低云的出现.中尺度山地触发了山地附近对流并沿着山地出现的辐合点和辐合线排列发展,最终形成中尺度的飑线,产生强对流天气.     

半圆形粗糙元壁面颗粒沉积数值模拟研究

为研究半圆形粗糙元壁面对颗粒沉积的影响,分别采用雷诺应力模型（RSM）和离散相模型（DPM）求解流场与颗粒运动轨迹,并结合临界速度判别颗粒沉积的方法。通过构建不同半圆形粗糙元参数（e/D,p/e）的通风管道计算域,研究了1~10 μm颗粒沉积速度变化及沿气流方向颗粒的沉积趋势,分析了流场所引起的湍流变化对颗粒沉积的影响,与相同参数下的方形粗糙元壁面颗粒沉积特性进行了对比。同时,分析了粗糙元参数对颗粒沉积速度的影响。结果发现,半圆形壁面颗粒沉积速度小于同参数下的方形壁面颗粒沉积速度,这是由于半圆形壁面的回流区相对方形粗糙元更小,捕捉颗粒能力差,半圆形粗糙元流体附壁效应导致半圆形粗糙元拦截效率较低。当e/D=0.02,p/e=3时,颗粒沉积速度变化较大,但在其余参数下变化并不大。半圆形粗糙元壁面的迎风面是颗粒沉积的主要区域。     

边界对二维反谐振子在平方反比势和楔子中逗留时间的影响

本文研究了二维反谐振子在平方反比势和外角为 ( )的楔子中的逗留时间, 利用费曼路径积分法得到了波函数和相应密度的精确表达式, 进一步利用数值积分方法计算了逗留时间与a的函数. 结果表明, 随着外角增加, 逗留时间单调递增. 在 的极限上有一个很大的跳跃, 这意味着当楔子成为奇异线时, 与没有楔子时存在着很大的差异. 换句话说, 尽管奇异线在二维空间中并不占据任何区域, 但是由于奇异线的存在, 使得逗留时间大大缩短, 从而说明了边界条件的重要性.     

混合边界条件下广义二维多项时间分数阶扩散方程的解析解

广义多项时间分数阶扩散方程已被用于描述一些重要的物理现象,目前,有关该类方程在高维情形下满足混合边界条件的研究仍较少.利用分离变量法考虑有界区域上广义二维多项时间分数阶扩散方程,方程中关于时间变量的分数阶导数采用Caputo分数阶导数的定义,其阶分别定义在［0,1］,［1,2］.而关于空间变量的偏导数则定义为传统的整数阶导数（二阶）,得到了有界区域上广义二维多项时间分数阶扩散方程满足非齐次混合边界条件的解析解.亦可用于求解其他类型的满足不同边界条件的分数阶微分方程的解析解.     

纳米颗粒对二嵌段共聚物层状结构的影响

用实空间自洽场理论研究了单个纳米颗粒对受限于矩形边界的二嵌段共聚物层状结构的影响.选取了处于强分凝区域的层状结构二嵌段共聚物作为研究对象.通过调节纳米颗粒的半径、颗粒表面场强度等体系参数,观察到了柱状结构出现在多层的层状结构中间,即柱状和层状的共混结构.结果表明,二嵌段共聚物的柱状和层状共混等结构是由矩形边界和纳米颗粒表面参数相互竞争所决定的,因而控制矩形边界条件和纳米颗粒的相关参数可以得到所期望的特定微相结构,为纳米微结构的设计提供了一条可能的途径.     

一维对流扩散方程解的逐点估计

用格林函数、Fourier分析、频谱分解等工具研究一维对流扩散方程c/t+uc/x=D2c/x2+2c/xt柯西问题解的逐点估计,得到解沿特征线方向传播,且有与热核算子相同的衰减速度.     

一例底层涡旋扰动触发强对流的中尺度分析

通过对2009年6月5日一例皖北强灾害天气过程的中尺度分析,发现底层大气中存在西南气流的中尺度汇合线,在汇合线附近、基本西南气流的流场环境下,隐含着中尺度涡旋扰动.利用Shuman-Shapiro平滑滤波方案对日本中尺度再分析资料进行处理,揭示了滤波后出现的中尺度涡旋扰动,该涡旋扰动对应边界层中尺度辐合区和辐合中心,以及气流的最强上升支.这些中尺度扰动特征与之后初始对流回波单体的发生有较好的对应关系,说明中尺度扰动涡旋中心附近及东侧易发生对流,或者扰动涡旋率先触发了对流.     

关于一阶对称的黎曼空间

一、引言如果黎曼空间V。的曲率张量R。称为循环的黎曼空间〔'";当又,二0,即V。的曲率张量满足空间,即空间的曲率张量除满足(1.1)或(1.2)外,还满足 R*'了*只, R*'*'几,一卜R。,,,几*二O(1 .3)其中几,午0.若(1.1)中久,斗0,则(1.3)是(1.1)的推论, 本文研究一阶的对称空间,得到了这种空间的线素和曲率张量特征,特别是在纯量曲率不为零的情况下,给出了曲率张量简明的代数特征. 平坦空间显然是一阶对称空间,我们以下假定所研究的空间V,不是平坦的. 如果V,是一阶空间,则有     

一般伪黎曼流形中的极大类空子流形

Nn+p p为(n+p)维完备连通伪黎曼流形,它的截面曲率KN满足a≤KN≤b.Mn为Nn+p p中的紧致无边极大类空子流形.通过利用Green散度积分公式,得到了在一般伪黎曼流形情况下的J.Simons型积分不等式,推广了已有的结果.     

基于距离场的二维偏移曲线快速生成方法

提出了一种快速生成二维偏移曲线的方法.对于无自相交的二维多边形曲线,该方法能构造无自相交、保留准确尖锐特征的二维等距偏移曲线.算法的基本思想:先在一个均匀网格上根据给定的曲线采样一个局部有向距离场,然后使用等值线抽取方法从有向距离场中获取偏移曲线.在构造局部距离场时引入3个过滤器,在远离偏移曲线的区域消除大量冗余计算.采用经典MS(marching square)方法抽取初始多边形偏移曲线,通过一个混合解析解和二分搜索方法,快速计算得到偏移曲线与网格边的准确交点.根据最近点位置信息对初始多边形偏移曲线进行简化和特征重构(如尖角和圆弧),构造无自相交、顶点数少、具有尖锐特征、含混合直线和圆弧段的准确偏移曲线.大量数据实例说明该方法性能良好.     

钱塘江河口弯道潮流场的数值模拟

钱塘江河口潮流错综复杂．依靠零星的实测潮流资料无法全面描述其流场特征．本文采用Dcldt3D模型对钱塘江河口闻家堰至仓前河段的潮流场进行二维数值模拟．着重研究了河口弯道的流场特性．结果表明．河口弯道流场具有跟无潮河流弯道显著不同的特性．如弯道流速向下游递增；涨、落急主流线分歧；涨、落潮流对丁坝工程的响应不同．以及下游弯道水面横比降大于上游弯道．     

常曲率空间中的迷向浸入

设M是n维黎曼流形,用S~(n p)(?)表示截面曲率为常数的n p维黎曼流形。设f:M→S~(n p)(?)是等距浸入,若在f(M)的每点,沿任何方向的法曲率向量都有相同长度,则称f为迷向浸入(isotropic immersion)。这个概念最早是由O′Neill,B.提出来的,后来Itoh,T.和Ogiue,K.曾对此作过不少讨论。 本文考虑的第一个问题是:在什么条件下迷向浸入是极小浸入?我们假定f(M)的平均曲率为常数,于是可得到关于M的数量曲率的一个限制条件,这便是定理1.另一方面,迷向子流形是全脐点子流形的拓广。特别是迷向超曲面就是全脐点超曲面。因     

关于欧氏空间中共形平坦超曲面的变形问题

1.n 1维欧氏空间E~(n 1)中超曲面V~n的变形问题一直是为人们所研究的.如所知,E~n在E~(n 1)中的等距浸入是可变形的,且其变形依赖于n个单参数的任意函数.紧致的正常曲率黎曼流形S~n在E~(n 1)中等距浸入必为超球面,即是不可变形的.Bepбеций,л.л.曾讨论了四维欧氏空间E~4中一个主法曲率为零,且另外二个主法曲率不相等的共形平坦超曲面M~3的局部安装结构.本文的目的在于确定E~(n 1)中局部为可变形的共形平坦超曲面M~n的几何特征,给出其分类,并证实E~(n 1)中紧致的共形平坦超曲面M~n的刚性.主要结果为     

可变高度激光里程计在室内不平整地面环境下的地图构建

针对可变高度激光雷达的结构特点提出了一种基于线、面特征的匹配算法, 并应用于存在不平整地面的结构化的室内环境. 首先提取激光点云中的边缘点和平面点, 并使用随机抽样一致性算法拟合成线段和平面; 然后根据线段与平面几何关系提出特征匹配条件, 完成特征之间的匹配; 利用特征间的匹配关系构建约束方程求解机器人位姿; 最后把机器人竖直方向位姿变换信息补偿到激光点云中, 并把纠正后的有一定高度的激光点云压缩成二维激光构建室内栅格地图. 实验结果表明, 与常用的二维激光同时定位与构图算法Gmapping对比, 在地面不平整的室内环境构建的地图得到了改善, 提高了移动机器人的构图精度.     

台风强暴雨的中尺度分析

利用严重影响浙江东南地区的2005年05号台风的雷达和地面加密风场资料，分析对比台风中尺度暴雨过程中雷达回波与实况降水、中尺度地面流场与暴雨之间的关系，结果得到：多普勒雷达近地面强回波带或中心往往达到50dbz时，与一小时的强降水区有很好的对应关系，暴雨中心区也与地面加密的中尺度流场中出现的中尺度气旋性环流和汇合气流有关，强暴雨区落在同时刻中尺度涡旋或汇合线附近．当台风移近大陆时，靠近沿海地区的地面流场中尺度涡旋特征并不明显，主要表现在台风近地面偏东南气流出现分支，形成偏东与偏东南气流，有利于在沿海地区形成局部气流汇合并引起或增强对流．利用中尺度数值模式（WRF）的高分辨输出结果，分析了近地面流场特征及演变，证实了暴雨带近地面流场中存在气流汇合，它在沿海地区台风暴雨过程中起到十分重要的作用．     

AW模式对梅雨暴雨的预报试验

利用引进的中尺度10层湿模式——AW模式,对长江流域梅雨期大暴雨进行了模拟试验,检验了模式的预报能力,比较了不同精度初始场对梅雨预报的影响,探讨了梅雨暴雨形成和发展的某些机理。主要结果如下: 1.AW模式可报出梅雨暴雨过程,对暴雨的落区、强度、天气尺度环境场和中尺度动力、热力条件都具有相当的预报能力; 2.对流层低层的切变线和沿切变线活动的中尺度扰动是梅雨暴雨的主要影响系统。雨带位于900百帕切变线附近,暴雨中心位于900百帕切变线上的中尺度扰动中心附近。900百帕中尺度涡度的加强,与暴雨中心的形成相对应; 3.梅雨暴雨的发展与高空天气尺度和低空中尺度涡度中心的耦合关系密切,当低层中尺度涡度中心移近高层天气尺度负涡度中心之下时,降水增强; 4.在雨区上空的边界层附近,存在一个湿暖盖,产生了对流性降水叠加在稳定降水之上的独特的梅雨暴雨结构; 5.对流加热对雨区的环境流场和温湿场影响很大,对流加热通过Ekman-CISK、热成风调整过程以及激发重力惯性波不稳定等方式来加强暴雨系统。