中纬度扰动对低纬度流场影响的分析讨论

本文用分析解研究了中纬度扰动对低纬度流场的影响,讨论了低纬度流场结构对付热带高压形成的关系,并简单地研究了中纬度移动性扰动对低纬度予告的影响。     

2005年夏季海气热通量影响副热带高压数值试验

利用RegCM3区域气候模式对2005年夏季西北太平洋副热带高压进行了控制性和敏感性试验,试图探讨海气热通量异常对西北太平洋副热带高压移动、强度的影响。结果表明：感热、潜热通量的变化对低层的西北太平洋副热带高压北跳并不起决定性作用,但对副高主体的强度、东西移动有显著影响。     

副热带高压影响场区天气研究

采用国家气候中心气候系统诊断预测室74环流指数研究了1950～2005年西太平洋副热带高压的变化规律,发现近50年来副热带高压有增强的趋势,总结了副热带高压影响西昌卫星发射场的影响时间、影响方式和影响程度,分析了副热带高压指数与场区降水的相关性,建立了基于副高指数的场区降水预报方程,建立了副热带高压影响场区天气模型,给出了每种类型的经典特征、关键区和预报着眼点,在发射任务中得到良好的应用.     

青藏高原隆升影响东亚副热带西风急流的数值试验

利用p-σ九层区域气候模式进行高原隆升对东亚副热带西风急流影响的敏感性试验,分析高原隆升过程中西风急流垂直结构和水平结构的变化,并对其变化的原因进行初步分析.数值试验结果表明,在西风急流垂直结构上,高原隆升后冬季沿90°E高原南侧由低层到高层西风增强,沿115°E经圈在35°N以南中高层西风增强,35°N以北中高层西风减弱,夏季沿90°E高原南侧中高层东风明显减弱,沿140°E在35°N以南中高层西风增强,35°N以北中高层西风减弱.在西风急流水平结构上,冬季沿40°N从100°E到120°E一带200 hPa西风风速显著减弱,而孟加拉湾至华南至日本南部海上一带200 hPa西风风速则显著增强;夏季沿42°N从120°E到150°E一带200 hPa西风风速显著减弱,而沿25°N从120°E到150°E一带200 hpa西风风速则显著增强.冬季高原冷源作用加强和日本西南海上潜热增加所导致东亚500至200 hPa平均温度发生变化以及高原隆起后对西风急流绕流作用的增强共同导致东亚西风急流发生变化,夏季则是高原热源作用加强以及朝鲜半岛和日本西南海上潜热减少导致东亚500至200 hPa平均温度发生变化,进而导致东亚西风急流发生变化.此外,无论冬季还是夏季,对流层中上层温度变化及其所导致的200 hPa风速变化均是在从高原隆升高度为现在高度的1/4至1/2期间变化最为显著.     

不可压非定常小扰动流场的数值模拟

为模拟不可压非定常小扰动流场，本文将非定常流场分解为定常平均流场和以简谐振荡为运动规律的非定常小扰动的叠加，理论推导了不可压非定常小扰动流场的控制方程，发展了一种求解不可压非定常小扰动流场控制方程的差分格式。计算结果表明，振荡叶栅非定常流场的压力响应在叶栅前缘较大。叶片间相角对非定常压力响应的相位有着决定性的影响，对非定常压力响应的绝对值有一定影响。振荡叶栅的振幅对叶片表面的非定常压力分布影响较小，但对非定常压力响应的绝对值影响较大。计算结果与实验结果基本一致，说明本方法是一种工程适用的近似方法。     

高压水射流切割流场的数值模拟研究

利用计算流体动力学(CFD)的方法对高压水射流切割进行了多相流的数值模拟,研究并分析了淹没流与非淹没流的影响、压力的影响、喷嘴直径的影响、喷嘴对射流的影响以及淹没与非淹没流下磨料的流动特性关系,其结果可为高压水切割工具的设计提供参考依据.     

西太平洋副热带高压异常对长江流域中下游地区洪涝的影响

本文对西太平洋副热带高压与长江流域洪涝的关系进行了分析研究和数值试验。分析研究表明在长江流域洪涝期间西太平洋副热带高压的特征有很好的规律性:①副高脊线稳定在20～22°N;②副高西伸脊点偏西,变化范围为95～115°E;③副高偏强.这些规律性不随时间变化,5～8月均是如此。数值试验结果表明,当西太平洋副热带高压特征维持以上规律性时,会造成长江流域降水量大增,证明西太平洋副热带高压特征的异常确实对长江流域的洪涝有决定性的影响.文章还对南亚高压与长江流域洪涝的关系进行了讨论.     

Gurney襟翼对叶片流场影响的数值模拟

为了验证添加Gurney襟翼的一种风力机叶片在各种风速下的实际增升效果,用计算流体力学的方法计算NREL Phase VI风力机叶片以及加Gurney襟翼(3%的翼型弦长)后叶片的流场,比较不同来流风速下叶片表面的压强分布与流速分布.计算结果表明,加Gurney襟翼后叶片压力面的压力有所增加,吸力面压力降低,且各面压力分布趋于均匀,压力面和吸力面的压力差显著增大,提高了风力机叶片的升力.     

入口位置对喷淋塔流场影响的数值模拟

利用FLUENT软件对三种不同入口位置的喷淋塔的内部两相流场进行了三维数值模拟.在计算中气相采用标准k-ε模型计算,SIMPLE算法.重点研究了不同入口位置的喷淋塔内的流场及压力的分布情况.计算结果表明,对同一喷淋塔,入口位置不同对塔内流场有很大的影响.此结果对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值.     

高压磨料水射流过程流场压力场数值模拟

利用计算流体力学方法对高压磨料水射流过程进行了数值模拟.应用拉格朗日随机轨道模型对固体颗粒的运动轨迹进行数值模拟,采用标准湍流模型对连续相流动进行数值模拟,得到连续相速度场和压力场分布.结果表明,颗粒直径是射流过程主要影响因素,改变系统压力和喷射靶距,可以为高压磨料水射流过程的研究提供有意义的途径.     

利用OLR场对西太平洋副热带高压的描述

为了定量描述西太平洋副热带高压的强度变化,利用1989～2002年每年的5～9月OLR场的月(候)平均资料,以其特征量作为描述副高的一种方法。将副高的特征量：西伸脊点、脊线位置、副高北界以及强度指数分别进行重新定义,并与由中国国家气候中心提供的相应资料进行对比分析。结果表明,OLR场可以很好地描述西太平洋副热带高压的位置、强度并反映出其活动规律。     

汽车后视镜流场的试验与数值研究

为了解后视镜的流场特性,以风洞试验与数值计算为手段,对后视镜的压力场与速度场进行测量和计算,并将测量结果与数值计算结果进行比较,评估两者的异同.数值计算结果与风洞试验结果的平均静压与速度、脉动速度的标准差以及自功率谱密度的一致性表明,所使用的数值计算方法具有可行性,能够较为真实地反映出后视镜的流场特性,数值计算结果与风洞试验结果能够相互验证.试验段近地面的平均静压变化反映出后视镜尾部的流动状态,能量耗散最为强烈的地方出现在远离后视镜约1.0倍后视镜直径的区域,回流区域影响范围可达3.0倍后视镜直径.后视镜尾部带有强烈的脉动速度,剪切层侧的速度脉动比其他区域大,个别测点脉动速度标准差数值可达来流速度的0.3倍,它们的主要能量集中在中低频区域.     

大亚湾海域流场数据同化的数值试验

用有限差分隐式方向交替(alternatingdirectionimplicit,ADI)法求解潮波方程,并进行数据同化的数值试验,与未经同化的ADI法计算值相比有较好的效果.结果表明,采用数据同化系数1 12×10-4s-1为最佳选择.     

高桩码头对河道流场影响的数值模拟

在讨论高桩码头对河道流场影响数值模拟方法的基础上,为确保流场模拟精度,采用正交边界拟合坐标变换法模拟弯曲变化的河道计算域,应用二维全隐式耦合联解模型离散控制方程、矩阵追赶法求解代数方程．同时引进过水率和修正糙率的概念并提出了间接等效模拟高桩码头对流场影响的方法．算例表明,该方法是行之有效的．     

多旋翼对舰船甲板流场影响数值研究

为了研究多架直升机同时悬停时对舰船甲板流场特性的影响,采用Fluent软件对直升机多旋翼结构和舰船耦合流场进行数值模拟,分析了不同风向工况下的流场结构、螺旋度分布以及湍动能.结果表明:各旋翼周围的流场参数相互耦合、相互影响;侧风的加入使得流场结构更加紊乱,形成来流、多旋翼与上层建筑之间的混合流场;湍动能超限区域覆盖了整个甲板流场,这对于直升机的起降是非常不利的.     

排气管尺寸对旋风分离器流场影响的数值模拟

用雷诺应力湍流模型(RSM)模拟研究旋风分离器排气管尺寸对旋风分离器流场的影响.结果表明:单入口旋风分离器的非轴对称性在环区更明显;在排气管壁存在滞流区,排气管尺寸减小,该滞流区变薄;在分离区,De/D≥0.4时,旋风分离器的中心位置存在向下旋流,该旋流造成一定返混,对提高旋风分离器效率不利;随着De/D的减小,内旋流切向速度提高,中心处的向下旋流速度减小,总压降大幅提高;当De/D=0.3时,中心处向下旋流消失,提高了分离效率.     

磁暴扰动对长距离输电高压系统电压影响分析

提出了分析长距离输电系统电压对磁暴感应地电场大小、方向敏感性的方法。首先建立了变电站接地磁感应电流计算模型,指出了输电线路走向、接地点间的距离和接地点间的相对位置之间的关系。然后通过计算地磁感应电流所产生的变压器集群无功损耗,分析变压器无功需求对系统电压影响。最后建立了系统电压越限指标与磁暴感应地电场大小与方向的灵敏度模型。以西北750 kV系统为例,仿真分析了地电场幅值从1 V/km～10 V/km、方向从正东(0°)到正西(180°)时750kV系统电压分布状况和电压越限指标,结果表明采用本文方法可以反映长距离输电系统节点电压对地电场大小及方向的敏感性。     

叶片转速对搅拌机内部流场影响的数值模拟

为研究叶片转速对搅拌机内部流场的影响规律,应用Fluent软件对搅拌机内部流场进行三维数值模拟来为采用非结构化四面体网格、非稳态多相湍流计算模型,针对搅拌机内部流体液面涡深、固相体积分数等参数随叶片转速变化进行研究.结果表明:叶片转速对液面涡深和固相体积分数分布产生重要影响;中心搅拌机械在叶片轴线下方存在混合不畅,固相体积浓度在初始时刻升高.为了防止液体溢出、夹带气体等现象产生,推导出叶片转速最大值的计算公式.     

风向对舰船甲板流场结构影响的数值研究

为研究风向对舰船甲板上方流场的影响,运用数值模拟方法对舰船甲板上方空气流场进行求解,分析不同风向时舰船甲板流场的流线形态和涡量分布.对流场中的旋涡进行分类,并阐述各类旋涡的产生原因、发展过程与相互作用.研究结果表明:0°风向时,船首分离涡影响甲板前端流场,上层建筑尾涡只影响其正后方小范围甲板区域;+15°风向时,甲板上方流场主要受右侧边缘上洗气流涡与上层建筑尾涡的影响;-15°风向时,甲板上方流场主要受左侧边缘上洗气流涡的影响.