天文选址高空风速特性研究

利用国家气象信息中心气象资料室整编的1951–2008年中国高空规定层月值数据集中的风速要素,研究200hPa高空风速的空间分布与季节变化特征,并选取代表台站研究其风速垂直廓线.结果表明以嫩江为代表的东北北部、和以北塔山为代表的西北北部高空风速较适宜天文观测,可以达到国际优良台站的标准;云南思茅、新疆西部的喀什、藏南定日地区次之;位于年平均高空急流附近的江南华南等地高空风速条件较差.     

台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征分析

利用常规、非常规、再分析资料,对2018年8月台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征进行了诊断分析.结果表明:"温比亚"在河南经历了西北行逐渐减速、停滞转向、东北行逐渐加速的过程;大范围暴雨主要集中于台风进入河南西北行逐渐减速的过程中.中纬度西风槽携带的冷空气从低空侵入台风环流,在非纬向高空急流形成的强辐散场与台风低空辐合场耦合的情况下,触发对流和暴雨增幅.西风槽东移有利于台风西北行减速停滞并转向.非纬向高空急流向平直西风急流演变并增强南扩,急流轴右侧的强辐散中心东北移,从高层牵引台风转向;台风东侧副热带高压及高空反气旋环流加强并向西南伸展,台风环境风场转入增强的西南气流中,是台风转向并加速东北移的重要动力因素.台风停滞转向之后,台风上部垂直涡度、散度、垂直速度场与下部错位,台风强度减弱,水汽通量值下降,降水也随之减弱.低空水汽通量大值中心、水汽通量散度负值中心和高空辐散中心对预报台风移动方向和降水强弱趋势具有指示意义.     

江西省抚州市2008年低温雨雪冰冻天气过程分析

2008年江西省抚州市出现的有气象记录以来最强低温雨雪冰冻天气,其发生的形势背景是拉尼娜现象和大气环流异常,影响系统是高空低槽、中低层切变和地面强冷空气;降水性质可通过物理量场的温度层结进行判别;降水强度可通过物理量场的水汽通量散度、散度和涡度进行判别。     

湍流动能闭合对区域气候模拟效果影响的机理研究

利用湍流动能(TKE)闭合改进了RegCM2中原高分辨的边界层参数化方案,并用1998年夏的NCEP/NCAR气候资料对TKE闭合方案影响区域气候模拟效果的机理作了探讨.研究表明,在区域气候模式中采用TKE闭合的边界层方案可以将垂直扩散直接与湍流变化联系起来,改善地表通量及各层垂直扩散项的计算,使地表通量和垂直扩散的日变化及各层分布更为合理,从而改进模式对各预报量及降水的模拟,提高模式的模拟能力     

飑线回波结构与环境风垂直切变的关系

为研究春季和夏季的环境风垂直切变对飑线结构的影响,结合雷达、卫星及探空资料,重点分析了2014年7月27日浙江宁波地区飑线过程的天气背景和不稳定能量垂直结构特征,揭示了产生飑线天气的先兆信息。为进一步研究飑线的回波结构与环境风垂直切变的关系,利用雷达回波的垂直剖面图,对比分析了20140727飑线与20140319台州飑线个例的垂直结构,发现在浙江地区,春季飑线强回波主体有向环境风方向倾斜的趋势;而夏季个例强回波主体无倾斜。暖空气入流上升后的出流方向受高空环境风的影响,春季高空风强,风速垂直切变大,入流上升后在风暴高层向前部出流,类似于中纬度引导型飑线的结构;夏季高空风弱,风速垂直切变小,入流气流上升后向风暴高层的后部出流,类似于热带传播型飑线的结构。为了改进飑线的临近预报水平,计算了20140727飑线的径向散度场。结合回波强度和速度分析飑线的辐合区,可以更准确地预测强对流的位置,揭示回波的生消演变。研究结果有助于深入理解飑线回波结构与环境风垂直切变的关系。     

陆面过程模式BATS中地气通量计算方案的一个改进试验

在原有的陆面过程模式BATS中,对地表通量的计算基于简单的经验公式,这个计算是十分粗略的．而地气通量对各个气象要素的模拟都很重要,如动量通量会影响大气中的风速分布,热量通量会影响垂直方向上的温度分布而改变大气的层结稳定度,水汽通量则会改变空气中的水分含量和潜热,因而改进地气通量的计算精度是有必要的．为了提高地-气间通量计算的精度,在模式中增加稳定度的分类,将近地层稳定度分为5类,用中尺度气候模式RIEMS,分别对短期和中期模拟作了对比实验．经过比较和分析模拟结果,可以看出在增加稳定度的分类以后,模拟的各个气象要素场都较原来的有了改善．     

利用MMS模式对河西大到暴雪过程的数值模拟

利用MM5模式对2010年3月6～8日出现在甘肃河西西部的一次暴雪天气过程进行模拟.结果表明:MM5模式都能很好地模拟出这次暴雪天气过程.这次暴雪天气过程产生在从低空到高空的急流轴附近;700hPa至600hPa辐合上升,促使近地面上升运动产生,从而促使地面低压系统的形成;相对湿度最大值不在近地面层,而是在700～600hPa之间,表明暴雪天气的水汽输送在600hPa附近有一条水汽输送通道,它与高空急流相对应.     

气候动力降尺度方法在复杂下垫面的应用研究

在传统的以不断更新侧边界场而只进行一次初始场输入的动力降尺度基础上,利用中尺度天气预报模式设计了不同频次初始场的输入,以期检验其在复杂下垫面下的一个站点(SCAOL站)范围的模拟效果,从而改进该站长时间积分模拟的有效性.加入了中尺度天气预报模式自带的分析松弛研究其模拟效果.结果表明4种方案对地面向上2 m处的温度和相对湿度的模拟要优于对10 m处风速的模拟."分析松弛"表现出了对地面相对湿度模拟很好的改善,却不适宜对地表热量通量的模拟,且对10 m处风速的模拟结果变化平缓;增加初始场输入频次对地表热量通量的模拟有改善,对其他3个变量的模拟结果影响不明显.     

一次低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气分析

利用常规观测资料和大理边界层风廓线资料,对2008年1月26～27日低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气进行分析.结果表明:南支槽是主要影响系统,槽前的西南低空急流一方面为强降水区输送源源不断的暖湿空气,另一方面在暴雨区产生强辐合,强降水发生在水汽通量散度小于-20×10-8 g.hPa-1.cm-2.s-1的区域,水汽辐合与辐散相伴出现,强降水落区与水汽通量大值区及全风速大值区有很好的对应关系.低空急流出现最强时低层辐合、高层辐散及垂直速度也达到最强;高低空急流的脉动对强降水有一定的指示意义,低空急流的脉动与强降水之间存在密切关系,高空急流较低空急流的下传明显提前2～3 h,低空西南急流向下扩展的同时,可能存在动量下传,引起低空扰动加强.     

中国暴雨时期热带低空急流与高空急流的特征

在1971—1983年之间,长江中上游出现56次暴雨,据此,求出暴雨的日雨量与24小时前印度季风区各站850hPa和200hPa纬向风的相关系数分布图,得出暴雨与南亚低空急流和高空急流存在着很高的相关关系。进而对其中3次暴雨过程低空和高空流场及空间结构进行了分析,其形势十分相似。暴雨期间,索马里低空急流和阿拉伯海高空东风急流强而稳定,高低空散度场也较强。沿经圈剖面的季风环流圈、哈得来环流圈和中纬度环流圈都十分显著。当低空和高空急流减弱时,暴雨也明显减弱。     

垂直冲击减振系统的仿真研究

冲击减振系统的研究已有许多理论成果和应用实例,但大多是基于活动质量作水平运动的力学模型而进行的．文中对活动质量垂直运动的冲击减振系统进行了理论上的分析和数值仿真,并与活动质量水平运动系统的减振效果进行了比较,得到了活动质量垂直运动系统比水平运动系统的最大减振幅值增大４％的结论;分析了系统各参数值对减振的影响规律．研究结果对实际工程具有一定的指导意义．     

垂直布洛赫线传输的计算机模拟

本文用有限差分法求解磁泡薄膜畴壁运动耦合微分方程组,讨论了二维含垂直布洛赫线(VBL)畴壁的边界条件和初始条件,用计算机摸拟了VBL势阱对畴壁和VBL运动及传输的影响.     

立式三分螺旋折流板冷凝器的数值计算

利用立式三分螺旋折流板冷凝器之倾斜折流板的疏液强化凝结传热是一种创新的改进.以数值模拟的方式,研究立式三分螺旋折流板冷凝器模型中倾斜折流板的疏液和螺旋通道内的流动汽液分离对凝结换热强化的影响.模拟结果表明,凝结换热效果随折流板倾斜角度减小而强化,且在含不凝性气体时,倾斜角为15°,25°和35°的3种三分螺旋折流板冷凝器方案和弓形折流板换热器方案比无折流板光管束Nusselt凝结模型方案的平均凝结换热系数分别高出89.7%,75.7%,58.2%和33.1%.     

垂直主振系冲击消振运动过程分析及仿真研究

提出一种垂直主振系冲击消振力学模型，在此基础上对该模型的典型运动过程进行了定性分析，并使用MATLAB的Simulink组件建立了仿真模型，对系统的运动性状进行的初步研究，为以后的相关理论研究打下了一定基础。     

竖井型长大城市隧道火灾通风的数值模拟

 随着城市建设发展,竖井型隧道越来越多地应用于城市交通隧道中。采用稳态与非稳态方法对火灾工况下竖井型隧道的气流场进行了数值模拟,分析了竖井型自然通风口对高温烟气扩散的影响。研究认为,竖井自然通风口引入隧道外冷空气,显著降低火源端部温度,可在一定程度上减少高温烟气对火源处隧道顶板的破坏。通过竖井引入新风,显著降低火源附近的有毒气体浓度,改善了火灾救援条件。火灾产生的有毒烟气由隧道洞口集中排放转变为竖井自然通风口分散排放,这对制定火灾救援、人员疏散方案有重要的指导作用。本隧道所设置的竖井自然通风口方案可满足火灾情况下人员逃生要求。     

垂直连铸凝固过程的数值模拟研究

采用基于Eulerian-Eulerian方法和合金凝固理论的液相-柱状晶-等轴晶三相凝固模型，对立式连铸工艺中结晶器内的凝固过程进行了研究.对比焓-多孔介质凝固模型，除热溶质浮升力导致的熔体流动，该三相凝固模型还考虑了柱状晶组织的生长、等轴晶组织的形成和演变以及游离等轴晶粒的沉浮，揭示了等轴晶沉降漂移作用对宏观溶质传输及凝固组织分布的影响.模拟结果显示铸坯中心处由等轴晶粒沉积形成的富等轴晶区存在溶质负偏析，紧邻该负偏析区域存在带状偏析区域.随着钢液过热度增加，等轴晶分布减少，中心处宏观偏析加重.     

气液并流垂直液膜流动的数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent,采用VOF方法模拟了气液并流垂直液膜流动.将平均液膜厚度数据与文献数据对比,验证了模型的合理性.考察了气、液相雷诺数和壁面剪切力对液膜流型的影响,分析了不同截面液膜厚度随时间的变化情况,且比较了液膜波动与壁面剪切力的变化规律.模拟结果表明:液膜的流动形态在不同高度处主要有滴状流、层流、层流-湍流和波状湍流,可划分为入口段、发展段和稳定段3个区域;波形低谷值对应剪切力的高峰值,大振幅波的高峰值对应剪切力的低谷值,但由于液膜波动的随机性以及波的叠加,并不是所有的剪切力高峰都与液膜波谷相对应.     

Simulation of Vertical Planetary Mill Based on Virtual Prototyping

The mechanical model of vertical planetary mill is set up, whose dynamic and kinetic characteristics are described as well. Based on the analysis of system dynamics of vertical planetary mill, virtual prototyping technology is applied in the simulation of this mill. The development of virtual prototype of equipment, virtual test and optimization of virtual prototype are stated in detail. Some useful conclusions which have theoretical meaning for the manufacturing of vertical planetary mill have been obtained. Furthermore, it is pointed out that virtual prototyping technology shows great advantage and is bound to become a main method of developing product in the future.     

含直立裂缝粘弹性介质地震波场正演模拟

以Carcione各向异性粘弹性理论为基础,导出了适用于任意方位角的粘弹性方位各向异性(HTI)介质的波动方程,推导了该方程在交错网格空间中求解的高阶有限差分格式和对应的完全匹配层(PML)吸收边界条件,实现了该类介质的地震波场正演模拟。模拟结果表明,该方法能准确模拟地震波在含直立裂缝粘弹性介质中的传播过程,得到高精度的波场快照和合成记录。初步分析了介质的各向异性特征和衰减特征,研究了裂缝方位角和粘滞性参数对地震波场的影响机理。     

采煤机沿铅垂方向振动的模拟与分析

对采煤机沿铅垂方向的振动进行了模拟分析,并讨论了各部质量、刚度和阻尼对采煤机振动的影响,为改进采煤机的设计、减轻采煤机的振动和改善机器的动态特性奠定了基础。