梅雨锋致洪暴雨的β中尺度涡旋机理的分析

利用模式高分辩率资料，对β中尺度涡旋系统发生和发展的机理进行探讨，发现在湿中性条件下，中尺度气旋得到强烈发展是物理量的中尺度输送和集中及局地区域产生急剧陡峭的上升运动有关。用辐散风动能转换函数诊断分析了暴雨不同时期β中尺度涡旋系统发展的能量来源，得出能量转换与涡散场相互作用的物理图像。这种能量转换增强与涡散场发展相互促进的正反馈过程是系统发展增强的主要因素，同时使得强烈上升运动不致很快消失，是暴雨生命史维持10h的可能原因。     

一次江淮大暴雨嵌套数值模拟试验

利用MM5非静力平衡模式，设计了未嵌套、两生和三重嵌套模式方案，对1999年6月23日一次江淮大暴雨过程进行了实际资料的降水个例试验，重点讨论了嵌套对数值模拟结果的影响。结果表明：嵌套后，随着水平分辩率的提高，模拟的降水量越来越大；三重嵌套的中间层细网格已经可以把雨区范围、降水中心位置、降水强度比较接近实况地模拟出来，最内层累网格中模拟出若干个β中等尺度降水中心；嵌套后内层细网格信息的外传会使外层粗网格的模拟结果有所改善。     

暴雨雨团中β尺度流场结构的数值模拟

用高分辨率的中尺度模式对1998华南暴雨试验期间的一次大暴雨个例进行了数值模拟, 用模式输出的高分辨率资料对雨团的中β尺度流场结构进行了分析. 结果表明, 在雨团中, 高、中、低空都存在明显的中β尺度环流系统, 而且高空的高度场和风场之间具有非常强烈的非地转性. 54 km粗网格和18 km细网格剖面图都显示出中尺度垂直环流, 并存在上升的低空前方入流和下沉的中空后方入流. 在细网格的模拟结果中还进一步发现, 由于降雨伴随的拖曳下沉气流产生了位于900 hPa以下行星边界层中的浅薄的垂直环流.     

进口段对流换热对高温换热设备管口区温度场的影响

应用数值分析方法研究了圆管进口段对流换热对高温换热设备管口区温度场和材料最高温度的影响。针对4个不同的对流换热系数计算式进行了数值模拟,结果表明:对管口的热保护而言,这种影响不可忽略;采用计入了进口段效应的平均对流换热系数进行管口热设计是合理和安全的。     

用脉冲谱-优化法求解对流-扩散方程源项控制反问题

作者曾撰文求解了对流-扩散方程边界条件控制反问题，可根据下游河道的环境容量反求上游边界的限制浓度，作为确定排放标准的参考．在此基础上，本文求解对流-扩散方程的另一类反问题——源项控制反问题，并考虑了水流自净能力；作为典型的算例，可根据下游河道的环境容量反求散布在上游河道中的若干个污染源的限制强度．本文的成果与前文的成果相结合，可基本解决一维河道的污染源控制问题．解算方法仍为作者在前文中提出的脉冲谱-优化法，但本文导出了目标泛函对未知源项的变分的解析表达式．计算结果表明，用脉冲谱-优化法求解源项控制反问题，避免了传统的“试错法”，求解所需的信息少，计算精度高、速度快，能一次解出若干个污染点源的限制强度，在环境水力学领域有广泛的实用意义，也可用于泥沙悬移质控制问题．     

恒热源下平表面层流膜态沸腾的分析和计算

对沿恒热源传导下平表面层流流动的膜态沸腾进行研究。指出如何应用流线迭代法,对沿流动方向各截面上流体的速度分布和温度分布数值解的求法,并举例说明它的应用。最后对计算结果进行分析和讨论。     

大高度比竖环形封闭空腔内层流自然对流换热的数值研究

对大高宽比竖环形封闭空腔内自然对汉换热问题进行了数值研究，考虑竖环形空腔内自然对流是符合Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ假定的层流，稳态的二维轴对称流动，在适当Ｒａｖｌｅｉｇｈ数变化范围内，用涡量一流函数方程对该问题进行了 数值模拟，得到了２≤Ｋ≤１０和Ａ＝２４的几何参数下竖环形封闭空腔在内管表面为等热流，包壁恒壁温情形的流动模式和换热热规律，并讨论了数值计算结果与实验结果之间的一致和差异。     

一类对流扩散问题的交替方向特征有限元方法

讨论矩形区域上一类对流扩散问题的交替方向特征有限元方法，提出了解二维问题和三维问题的交替方向格式，并给出最佳Ｈ＾１－模和Ｌ＾２－模误差估计。     

地形对于对流云发展条件的数值模拟

本文采用地形坐标系，设计了复杂地形热力和动力作用下中尺度天气系统对流云发展的二维数值模式，由模拟试验得出了与理论和观测事实完全一致的结果，即地形的动力热力抬升作用及充沛的水汽源和不稳定层结有利于对流云的发生发展。