Numerical tests of efficiency of the retrospective time integration scheme in the self-memory model

A set of numerical tests was carried out to compare the retrospective time integral scheme in a self-memory model,whose dynamic kernel is the barotropical quasi-geostrophic model, with the ordinary centered difference scheme in the barotropical quasigeostrophic model. The Rossby-Haurwitz wave function was taken as the initial fields for both schemes. The results show that in comparison with the ordinary centered difference scheme, the retrospective time integral scheme reduces by 2 orders of magnitude the forecast error, and the forecast error increases very little with lengthening of the time-step. Therefore, the retrospective time integral scheme has advantages of improving the forecast accuracy, extending the predictable duration and reducing the computation amount.     

含大地形、摩擦、加热的准地转正压模式

从包含大地形、摩擦及加热作用的正压模式方程组出发,通过尺度分析、小参数展开和线性化等方法,导出一个含大地形、摩擦及加热作用的准地转正压模式。该模式是我们今后研究青藏高原的基本出发方程。如果不考虑地形的动力作用、摩擦及加热作用,该模式就退化为通常的准地转正压模式。     

水污染问题特征有限差分方法的数值计算及理论分析

研究水污染二维对流占优数学模型特征有限差分方法的计算问题，导出的计算格式对时间变量用特征线修正方法离散，对空间变量用带权二阶中心差分方法离散．对Neumann型边界条件的离散，在线性特征差分格式中用一阶偏心差商离散，在二次特征差分格式中用一阶中心差商离散，在收敛性分析中用离散Green公式处理Neumann型边界条件的影响，最后分别得到线性特征差分格式和二次特征差分格式的离散l^2-模最优阶误差估计．     

基于准RTK的GBAS机载定位精度性能研究

摘要：地基增强系统(ground-based augmentation systems,GBAS)中机载导航定位精度和精度可靠性关系到飞机和人员的生命财产安全。因此,提出了在GBAS中使用以准载波相位差分技术（Real - time kinematic,RTK）为差分方式减小潜在误差影响的方法。RTK利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性,通过差分的方式消除了移动站观测数据中的大部分误差,与传统的差分方式相比,RTK具有更大的技术优势。通过实验验证和数据仿真结果表明：该方案的单频准RTK可实现分米级甚至厘米的高精度定位,能够为飞机的进近提供精密和稳定的导航数据,同时为机场实现GBAS CAT II/III类精密进近服务起到积极地促进作用。     

一类常微分矩阵方程的ADI数值解法

本文对于在谱方法求解二维发展方程的数值解以及在常微分方程离散变量方法的累积舍入误差分析中出现的一类常微分矩阵方程作了讨论,给出了一种分数步长 ADI 差分求解格式,并且对误差进行了分析,最后给出了数值算例.     

求解常微分方程的GAUSS型格式

利用ＧＡＵＳＳ型求积公式构造求解常微分方程的一步高阶差分格式，并证明格式的稳定性和收敛性。     

非定态对流扩散方程的二层显式差分格式研究

综合分析了十多种一维非定态线性和拟线性对流扩散方程的二层显式差分格式，指出它们的包含关系和等价关系。简便地给出了全部差分格式的局部截断误差，稳定性条件和正性条件。指出这些格式均属局部指数格式的局部近似格式，其中部分格式近似较好，此外，本文构造了指数分段逼近格式。     

斜压大气中尺度半平衡和准平衡动力学模式

分析了中尺度大气运动的物理特征,指出非平衡强迫运动是引起中尺度重要天气演变的根本原因。中尺度动力学方程组是中尺度动力学理论研究的基础,因此,结合中尺度大气运动的基本特征,依据严格的尺度分析理论和摄动理论,简化基于流体力学和热力学的大气动力学方程组,使之能够恰当地描述出中尺度运动的基本特征,对于中尺度动力学的发展是极为必要的。基于非线性平衡方程所得到半平衡模式和准平衡模式分别与半地转模式和准地转模式极为相似,它们可以较精确地描述中尺度大气运动的基本特征,因而,可作为中尺度动力学研究的理论基础。将准平衡动力学模式应用于中尺度涡旋系统的研究,结论表明中尺度平衡涡旋系统主要是受梯度风控制,其流场和气压场的发展演变则由一个演化方程来描写,获得了较为理想的结果。     

二维Crank-Nicholson差分格式及其稳定性

利用积分插值法,把二维Crank-Nicholson差分格式,由常系数推广到变系数情形.不仅导出了差分格式的截断误差,而且还应用能量估计法,详细论证了差分格式的绝对稳定性.该差分格式是一个精度高,稳定性好,便于应用的差分格式.     

河流入渗量灰色回归预测模型

本文在分析影响河流补给因素的基础上，建立了河流入渗量预测的灰色回归模型，并与通常回归模型进行了对比，结果表明，该模型具有很高的预测精度，展示了灰色回归模型在河流入渗补给理预测应用中的前景。     

组合模型在港口集装箱吞吐量预测中的应用

根据某港的集装箱吞吐量的历史数据,分别利用时间序列的三次指数平滑法、改进的GM(1,1)残差模型以及组合预测方法对某港的集装箱吞吐量进行了探讨,并对未来几年某港集装箱吞吐量进行了预测.结果证明:组合预测模型融合了前两种预测方法的优点,其平均绝对误差、平均相对误差绝对值以及误差的标准差分别为4.5208,0.0343,49.5161,都小于单独用三次指数平滑法或改进的GM(1,1)残差模型时的平均绝对误差、平均相对误差绝对值以及误差的标准差,达到最优的精度等级.     

两种模型在滚齿机传动误差中预报精度的比较

通过计算机模拟误差补偿,从计算预报误差的时间和精度上对两种模型作了比较。指出滚齿机展成链传动误差预报模型应该是时变参数模型,并提出了提高时变参数模型的预报速度,以便实现误差补偿与控制的措施,得到的结论对传动误差的补偿与控制有实际意义。     

具有扰动观测器的改进SMITH预估控制

为提高SMITH预估控制的鲁棒性,以适应控制对象模型不确定性,提出一种具有扰动观测器的改进控制方法,同时给出基于ITAE准则(即时间乘绝对误差积分准则)的PI(比例积分)控制器参数整定公式。把外扰和模型不确定性都看作外部扰动,通过扰动观测器进行估计,从而达到把纯滞后环节置于闭环之外的目的。仿真结果表明:在被控对象具有模型不确定性的情况下,该控制方法与SMITH预估控制相比,在设定值跟踪和扰动抑制方面均具有较好的控制性能,提高了系统的鲁棒性。     

谱元方法求解波动方程及影响其数值精度的相关因素

为探讨波动方程的高精度数值模拟,采用Chebyshev谱元方法结合隐式Newmark时间积分方法求解波动方程.求解一个具体算例验证了数值方法的可行性,讨论了时间步长、Newmark因子以及计算区域的网格剖分方式对数值精度的影响.结果表明:和差分法相比,谱元方法求解波动方程具有所用网格节点少,数值精度高的特点;数值误差随时间步长减小而减小;在满足稳定性要求的前提下,数值误差随着Newmark因子的减小而减小;当总网格节点数相同时,不同的网格剖分方式所得数值误差不同.所述方法和结论可用于模拟声波在空气中的传播.     

Decoding of QOSTBC Concatenates BCH Code Based on Parallel Interference Cancellation

It has been shown that quasi orthogonal space time block code (QOSTBC) can achieve high transmission rate with partial diversity.In this paper,a QOSTBC concatenating Bose-ChaudhuriHocquenghem (BCH) code structure is presented.At the receiver,pairwise detection and error correction are first implemented.The decoded data are regrouped.Parallel interference cancellation (PIC) and dual orthogonal space time block code (OSTBC)decoding are deployed to the regrouped data.The pure concatenated scheme is shown to have higher diversity order and better error performance at high signal-to-noise ratio (SNR) scenario than both QOSTBC and OSTBC schemes.The PIC and dual OSTBC decoding algorithm can further obtain approximate 1.2 dB gains than the pure concatenated scheme at 10-6 bit error probability.     

关于非线性模式预报误差的研究

根据非线性理论和微分理论，详细研究了时间序列长度、相空间维数、内插阶数、Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数的计算误差及提前预报时间等因索对相空间模式预测误差的影响．研究结果表明：（１）相空间维数（ｄ≥３）越小，其预报误差越小；（２）模式的阶数越高，其预报误差越小；（３）所用的相点越多，其预报误差越小，一般所需的资料长度应不少于２６０个；（４）相空间模式的预报误差将正比于最近邻点与参考点之间的模距离；（５）适当增加内插相点可减少相空间模式的预报误差；（６）若相空间轨线不存在退化，则当最大方向角误差不大于０．４３６时，Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数模式的平均相对误差将不大于１０％，而且其预报误差不会因方向角误差而积累．     

弹性波方程的紧致差分方法

在对弹性波方程进行数值模拟时 ,低阶差分格式往往产生严重的数值频散 ,高阶显示差分格式需要用较多的网格点 ,不利于边界的处理。而紧致差分格式吸收了它们的优点 ,弥补了它们的不足。为此该文应用紧致差分格式的思想 ,发展了二维情况下弹性波方程初值问题的紧致差分方法 ,研究了它的稳定性 ,并用 Fourier方法分析了显示差分格式和紧致差分格式的相速度误差 ,最后利用紧致差分方法在粗网格条件下对地震波传播进行了数值模拟 ,并同五点四阶中心差分方法的计算结果进行了对比。结果表明 ,求解弹性波方程的紧致差分方法有效 ,且具有比同网格点差分格式更高的计算精度和较小的数值频散。     

海洋变分同化背景场误差协方差矩阵构造技术

为改进背景场误差协方差矩阵构造技术,提高海洋资料变分同化效果,首先将背景场误差协方差矩阵分解为背景误差标准偏差矩阵、非平衡变量空间相关算子以及多变量间平衡算子3部分,然后利用广义扩散方程模拟空间相关算子,联合引入温盐约束关系、线性状态方程、海表高度诊断方程、静力平衡、地转平衡关系模拟多变量平衡,最后给出了一种适用于海洋资料变分同化的背景场误差协方差矩阵构造方案。单点海表温度观测模拟同化试验表明,该方案可实现观测信息在三维空间、多变量间的传播,充分体现了背景场误差协方差矩阵在同化中的作用。     

洪水预报误差分布的极大熵法

首先根据实际洪水预报误差出现在有限区域的特点,应用极大熵原理,建立了洪水总量预报误差分布的极大熵模型;通过几个不同流域的计算,得出随着降雨量的增大,产流预报误差趋于一个稳定值的结论. 同时将该模型计算的分布与正态分布进行了比较,结果表明用极大熵法求得的误差概率分布能更好地描述洪水总量预报误差的分布特性,可以根据实际降雨量的大小确定不同的最大不确定性的误差分布,为分析不同量级洪水预报的风险提供依据.     

基于改进灰色模型的我国天然气产量预测研究

在灰色预测模型的研究基础上,针对灰色预测模型拟合结果误差方面的问题,引入了广义翁氏模型的对数方程式积分形式,以此思想给出了灰色预测模型提高预测精度的理论依据及其改进过程,构建改进后的灰色预测模型.将该改进后的模型用于模拟我国2002年至2011年天然气产量数据,结果显示该改进模型的拟合结果优于改进过程中所应用的任何一个单独模型的拟合结果.使用改进模型预测了2012年至2025年我国天然气产量数据.