黄、东海环流的数值研究Ⅱ潮及潮致环流数值模拟

该文中数值模拟了黄,东海陆架区的四大文潮及其潮致拉格朗日环流,运用“流速分解法”将线性三维分潮波问题化为一个分潮潮位及深度平均流的二维问题和一个流速垂向剖面问题求解,其二维问题的底摩擦系由三维模式导出,所导得的线性底摩擦力公式更符合物理意义,且避免一般二维模式中底摩擦力的经验假定,结果表明,三维模式完可以通过准二维方法求解,以避免一般三维问题的繁重计算。     

黄渤海三维斜压环流的数值诊断模拟

给出一黄渤海三维斜压的数值诊断环流模式，并进行了环流的数值模拟。在黄渤海冬季主夏季的环流模拟研究中，考虑了影响环流的因素，如海面风应力，热盐效应，地形及边界交换等影响因子。由模拟结果，正确再现了黄海冷水团密度环流、黄海暖流和沿岸流等的三维特征，并对这些特征的成因进行了分析。     

黄,东海环流的数值研究Ⅰ黄,东海环流的数值模型

首先依据拉格朗日环流理论与黄、东海的环流牧师和几何特征建立一个黄、东海环流的动力学统一模型,并按其无因次方程的量阶分析获得其零阶和一阶模型方程。最后依此模型方程的数学、物理特征确立了流速分发解方案,从而形成完整的黄、东海拉格朗日环流数值模型。该课题组已完成较系统地对黄、东海环流的数值研究。该篇论文为系列报道之道之首篇。     

东海黄海渤海8个主要分潮的数值模拟

应用球面坐标系下ECOM数值模式,数值模拟了东海黄海渤海的8个主要分潮M₂、S₂、N₂、K₂、K₁、O₁、P₁和Q₁.采用高分辨率网格,计算区域包括东海黄海渤海、东海陆架坡和琉球以东西北太平洋,考虑实际水深和岸线.开边界条件由全球大洋潮汐模式计算的调和常数给出.较成功地模拟出了8个分潮的传播特征,再现了计算区域内半日分潮的5个无潮点和2个蜕化的半个无潮点、全日分潮的3个无潮点.与65个潮位站的观测资料比较,模式计算的M₂、S₂、K1和O₁分潮振幅和位相的均方差分别为7.85 cm和6.81°,5.04cm和8.14°,3.82cm和13.04°,4.34cm和9.33°.与17个潮位站的观测资料比较,N₂、K₂、P₁和Q₁分潮振幅和位相的均方差分别为3.64cm和7.89°,8.47cm和10.51°,1.76cm和7.56°,1.50cm和26.34°.模式模拟的结果可为河口海岸小区域模式提供较为可靠的外海开边界潮汐调和常数资料.     

末次冰消期以来渤、黄、东海陆架潮汐、潮流演变过程模拟研究

末次盛冰期结束、海侵开始后渤、黄、东海陆架潮汐、潮流的演变对该区泥沙的输运与沉积，以及海底地貌的形成、分布以及演变等具有深刻影响。文中数值模拟末次冰消期以来4个特定时期，即比现在海面低80m、52m、30m海面以及全新世最大海侵时渤、黄、东海陆架的潮汐、潮流。根据不同时期的潮汐、潮流分布特征得出，末次冰消期以来渤、黄、东海陆架潮汐、潮流的演变过程大致以全新世最大海侵为界划分为两个阶段：①全新世最大海侵前为渤、黄、东海陆架潮汐、潮流基本分布格局的形成阶段；②全新世最大海侵后，为基本分布格局的局部调整阶段。末次冰消期以来基本海岸轮廓的变迁是渤、黄、东海陆架区潮汐、潮流演变的主要控制因素。     

渤海冬季三维环流数值模拟

基于冯士笮所给出一种浅海环流模型，采用数值方法，对渤海冬季进行环流的数值模拟，给出了冬季三维风生环流和正压环流（含潮余流）。分析了潮致Ｌａｇｒａｎｇｅ余流对冬季环流的贡献及黄海暖流余脉对渤海冬季环流的影响。最后对风生环流和正压环流的特征进行了分析和讨论。     

东海沿岸潮致上升流的数值模拟

卫星照片显示东海沿岸存在一条狭长的低温水带，这是上升流将外海深层低温海水带到近岸表层所造成的现象。本文从潮汐因素探讨上升流产生的原因。对东海沿岸海域Ｍ２分潮进行三维潮流数值计算，得出的各层水平余流和垂直余流表明，由于潮汐非线性效应和海底地形的影响，能够在中国东海沿岸产生一条狭长的上升流带。     

滴水湖夏季环流的三维数值模拟

利用改进的ECOM三维数值模式,计算夏季滴水湖由河流驱动的吞吐流、海表面加热产生的密度环流和风生环流,以及三者综合作用下的总环流.由河流驱动的吞吐流主要出现在河流进水和出水的连线上,并在湖中出现涡流.由湖表面加热产生的表层密度环流在两深潭处出现气旋式的环流,东侧的范围比西侧的大,中层和底层的流速减小.表层风生流在湖的中央为大致流向西北的弯曲流动,在大弯曲的地方一侧出现涡流.为满足质量守恒,底层出现与表层流向相反的补偿流.总环流在表层基本上为朝西北的流动,在底层同样出现向东南的回流,主要是由风应力驱动的.在总环流中河流驱动的吞吐流受逆风的作用,出现在中下层.     

山谷环流的二维数值模拟

建立一个采用地形跟随坐标系,能适用于复杂地形的边界层数值模拟的二维静力平衡大气模式．模式只需要单点探空资料及高层地转风资料作为初始条件．利用该模式对祁连山引起的山谷风环流进行模拟研究,试验结果表明在早晨有较强的下坡风,厚度为１０００ｍ;而在下午表现为谷风,厚度为８００ｍ．     

海洋环流的数值模拟

海洋是气候系统的主要部分,它们控制着水气,因此在自然界气候的变化中起关键的作用。不论是对于海洋自身,还是对天气预报和气候变化的影响,海洋环流的模拟是非常重要的,本书介绍海洋和大气的所有模型及必须满足的条件所需的基本计算技术,包括海洋模型的细节描述、在使用中必须解决的问题和评价计算结果的方法,重点放在海洋模型与计算流体动力学中的其他模型之间的差别,给出了许多数值例子,每章均有一些习题。其他资料可以在网址www．cambridge．org／9780521781824上得到。     

ALE方法用于气体环流生成反应器数值模拟研究

气体环流生化反应器的研究通常采用试验方法来进行,试验结果用一些宏观指标来评价,其方法和结果的局限性都较大。数值模拟方法因其能更好地揭示宏观现象中的本质特性,而在许多领域得到应用。本文简要说明了采用数值模拟方法用于气体环流生化反应器研究的目的和意义。数值计算中,描述流体运动的方法有Lagrange方法和Euler方法两种,各有其优缺点,ALE(Arbitrary Lagrangian-Euler)方法是将Euler方法和Lagrange方法结合起来,既能处理畸变较大的流动,又能提供流体内部运动的细节,求解方法通用性较大。文中介绍了ALE方法的特点和计算步骤,并采用ALE方法对安装挡板的气体环流生化反应器的流场进行了三维数值计算和模拟,得到了分别有1块和3块挡板时,流场的发展情况,为进一步的研究建立了基础。     

风生环流的准三维数值模拟

本文在水平流速垂向分布表达式采用二次多项式的基础上,对二维浅水方程组中的动量方程进行修正,建立了风生环流的准三维数学模型.应用破开算子法求解考虑动量修正的深度平均方程,对破开后的两个分步分别采用隐式格式和预估-校正格式离散,得到了准三维数值解.验证计算表明该数值模式能用于模拟河口,水库和港湾内的风生环流,算法的稳定性好,收敛快.     

六层斜压有地形的全球海洋环流数值模拟 一

本研究的第一部分即模式设计部分．为研究大尺度海气相互作用，气候及气候变化，我们参考国外有关区域模式，设计和建立了一个有海底地形的六层斜压全球海洋环流模式．分辨率为５°经度×４°纬度，积分区域为７０°Ｓ和７０°Ｎ之间的全球海区，最大深度３７５０ｍ．模式方程为静力近似和Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ近似下的原始方程，模拟海流，温度和盐度．以年平均风应力，年平均海表热通量和盐通量作为强迫条件，从静止状态开始积分，时间足够长以后获得稳定的海流．温、盐分布．另一文将叙述模拟及试验结果．     

太湖风生环流及黏性泥沙输运的三维数值模拟

太湖水体浊度是浮游植物接受光照强度的重要影响因子,而浊度主要受到悬浮泥沙浓度的影响.综合风生流及波浪两方面的因素,采用三维风生流泥沙输运模型对太湖泥沙输运进行了数值模拟研究.将模型模拟结果与实测太湖风生环流及太湖含沙量资料进行了对比分析.验证结果表明,三维风生流泥沙模型基本反映了太湖风生环流及泥沙输运的特点,能为太湖水生态系统模拟提供技术基础.     

北部湾风暴潮的数值模拟：三维流速分解模型的一个应用

从三维浅海非线性体动力学模型方程出发，使用进一步发展了的流速分解法，以７１０９号和８００７号台风为例，对北部湾的潮汐与风暴潮的耦合水位及流速进行了数值模拟。计算结果与实测资料基本相符。此外，还对北部湾风潮及天文潮的非线性效应进行了数值探讨，提出了有益的结论。     

东亚季风经向环流数值模拟及结果分析Ⅰ.算法设计

着重介绍局地径向环流诊断方程的数值求解,内容包括数值模式格式的设计、用于求方程数值解的超松弛迭代法的描述及边界条件的提法和处理。     

中纬度海温异常与环流变化的数值模拟

本文采用二维纬向平均模式,通过模拟试验,研究西太平洋中纬度海域海温异常对环流变化以及我国东部江淮、华北平原汛期降水的影响。按季节不同把海温异常分为南冷北暖型和南暖北冷型。结果表明前期海温异常,其后3—5个月西太平洋副高位置明显变化。例如,春季南冷北暖型异常分布(20°—35°N偏冷,35°N以北偏暖)则夏季副高增强,其脊线位置偏北,长江流域夏季(7—8月)偏旱,而华北地区偏涝。反之,得到相反的结果。