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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

一个三维斜压浅海模式的建立及其在东中国海环流中的应用

为了适应东中国海复杂区域研究的需要，本文采用球坐标系，再转换到σ坐标系，考虑斜压作用并引潮力，设计了一个垂直分层可变的三维非线性斜压原始方程浅海与陆架预报模式.本文考虑自由海表面，应用到东中国海环流的数值研究.模拟结果与中国近海流场基本吻合，并讨论了季节特征.模式对冲淡水扩展和海洋环境预测有广泛的应用前景.     

垂荡板水动力的数值模拟

将计算垂荡板的水动力问题简化为二维竖直平板的绕流问题，计算了在各种来流情况下垂荡板的受力，给出了在计算模型下流场后尾涡片的发展图景。与试验结果对比后发现，尽管计算模型和试验时的三维模型差距很大，但只需要调整计算条件，计算结果与试验结果即可较好地吻合。这表明，在类似的情况下对于不同形状的平板，存在可以简化到二维的可能。     

海洋环流数值模式中的若干技术问题评述

详细介绍了当前国内外海洋环流数值模式中垂直涡动粘性系数、海表面动量、热量和质量通量的参数化方案以及开边界条件的选取等技术问题，评价了各种方案和技术的优缺点，为海洋环流数值模式的研制和改进工作提供了参考依据。     

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。     

大连湾准三维潮流场的数值模拟

提出了一个淮三维浅水潮流场的数学模型，并应用于大连湾的潮流场计算，其中设水平方向的速度沿水深方向的变化为势物线型，仍将统治方程沿水溶方向积分，所得到的求解方程与传统的浅水垂向积分方程略有不同，对非线性项的垂向平均更加完整，数值结果表明，本模型具有较好的实用性。     

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．     

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。     

沈家河水库垂向二维水流的数值模拟

针对沈家河水库宽深比较小,相关参数如流速、温度的变化水平横向比垂向变化较小,建立垂向二维水流模型,在垂向做 变换,将变域变为规则区域,通过采用有限差分等方法进行计算,对沈家河水库的二维水流模拟结果的恰当的,建立的模型有正确的。     

黄、东海环流的数值研究Ⅲ——正压环流的数值模拟

依据黄、东海环流的动力学模型，运用“流速分解法”对黄、东海正压环流进行了数值模拟。计算结果表明科季黄海正压环流主要受风应力影响，基本形态为黄海暖流由济州岛西南进入南黄海中部，其东西两侧分别为两支向南流动的沿岩流；夏季主要受到潮致体力的影响，为一逆时针涡旋。东海环流主要是边界力作用驱动的结果，东海黑潮、台湾暖流和对马暖流较稳定，冬季风应力对东海环流表层流场有消弱作用，在夏季则有一定增强作用。     

一种风力机专用翼型气动性能的三维数值模拟

为了准确预测风力机专用翼型在大攻角状态下的气动性能,运用脱体涡模拟(detached eddy simulation)方法对瑞典的FFA-W3-241翼型较大攻角范围内的气动性能进行三维数值模拟,对该翼型前缘粗糙状态下的气动性能进行预测.计算结果表明:建立翼型的三维模型,运用DES模拟风力机专用翼型气动性能的方法在线性区有很高的预测精度,在失速发展区的计算精度达到工程实际与研究的要求,在深度失速区有一定的预测精度,可用于定性分析.前缘粗糙度对FFA-W3-241翼型的气动性能有重要影响,前缘粗糙度的增加使FFA-W3-241翼型的最大升力系数下降了27.8%,失速过程趋于缓和;翼型在线性区和深度失速区对前缘粗糙度不敏感,在失速发展区对粗糙度敏感.     

青岛海陆风三维结构的数值模拟

本文采用1个陡地形影响修正的三维中尺度流体静力的气象学模式，对青岛地区海陆风的日变化规律和三维结构进行了较细致的分析，结果显示，青岛有多支海陆风存在，且每支海陆风出现的时间，强度和向内陆伸展的距离有很大的不同，这其中沿岸山地的机械和热力作用扮演着重要的角色，在观测站，模拟结果和实测资料等方面有较好的一致性。     

黄河沙坡头连续弯道水流运动三维数值模拟

用可实现k-ε数学模型对黄河沙坡头建立水利枢纽后库区连续弯道的水流运动进行了三维数值模拟.得到了不同断面处垂线平均流速分布、断面流速分布、主流流速和二次流的数值模拟结果,对部分断面弯道环流及水面处离心环流进行了模拟和分析.数值模拟结果与实测结果吻合较好,表明该模型可以用于对具有连续弯道的天然河道河流数值模拟中.     

压裂裂缝拟三维延伸的数值模拟

为了使压裂设计更符合实际情况,近年来倾向于使用裂缝三维延伸的数学模型。本文以I D Palmer缝高模型为基础,应用线弹性断裂理论,建立了适合层状分布油气层压裂时裂缝拟三维延伸动态尺寸计算的数学模型,模拟了裂缝三维延伸过程中裂缝尺寸随时间的变化关系。     

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．