具有无穷大边界值的二阶拟线性奇摄动Robin问题的双边界层

研究一类具有无穷大边界值的二阶拟线性奇摄动Robin边值问题的双边界层现象.基于边界层校正的思想,构造了左右端点附近的边界层函数(包括指数型与代数型),得到了该问题一致有效的渐近解;基于微分不等式理论,证明了该问题解的存在性,给出了渐近解关于精确解的误差估计.一个典型的算例验证了所得结果的正确性.     

土地利用类型变化对城市大气边界层特征影响的数值模拟

利用ENVI和IDL,GIS以及上海市航片,将ARW-WRF中尺度模式中的下垫面土地利用类型数据中上海市部分做了修正:对照模式中24种土地类型分类,将原本定义为农作物耕地和草场,草地,灌木丛,以及沙土和淤泥的部分,根据实际情况改为城区和在建城区,扩大了城市的范围,获取城市建筑物高度信息以得到更精确地粗糙度数据,使其与实...     

大涡结构在有压梯度边界层流中的演化机理

采用直接数值模拟方法,研究大涡结构在不同压力梯度作用下的非线性演化特征.计算结果表明:在逆压梯度条件下,大涡结构幅值快速增长,形成很强的流向涡结构,雷诺应力迅速增加,这可能导致猝发现象的产生;与此相反,在顺压梯度边界层流中,大涡结构很难被激发起来,易于流体流动趋于稳定状态.这些结论与某些理论和试验结果一致.     

一类奇摄动边值问题的边界层

讨论一类最高阶导数项带有小参数的二阶半线性方程奇摄动Dirichlet边值问题. 通过直接展开法, 构造了问题解的外部展开式, 并引用伸长变量分别在区域内部和边界层附近构造了内层解和边界层解. 利用匹配原理将对应的外部解、 内层解和边界层解分别进行匹配, 构造解的合成展开式. 得到了原奇摄动边值问题解在整个区间内一致有效的渐近展开式.     

磁尾的等离子体片边界层场向电流密度与地磁活动指数Kp的关系分析

对2001年7月～10月Cluster穿越磁尾等离子体片边界层期间观测到的172个场向电流事件进行了研究,主要分析了等离子体片边界层场向电流特性与地磁活动指数之间的关系.研究结果表明：1）等离子体片边界层场向电流的相对发生率随地磁活动的增强而增加;2）等离子体片边界层场向电流密度随Kp指数的增大而增大;在磁暴的主相阶段,场向电流迅速增大,电流密度最大达到19.05nA/m2,同时Kp增大至5;3）地磁活动指数Kp与等离子体片边界层区场向电流密度有着一致的变化关系.然而,当AE〈800nT时,等离子体片边界层场向电流密度随着AE的增加而增加,当AE〉800nT时,场向电流密度随着AE的增加而减小.从而说明,等离子体片边界层场向电流密度与Kp指数的变化关系更为密切.     

干旱区夏季晴空期超厚对流边界层发展的能量机制

在全球干旱区,因其特殊的气候环境背景,夏季晴天常常会出现其他地区少见的超厚对流大气边界层(superthick convective boundary layer, SCBL),这种特殊的边界层结构具有重要的天气气候意义,但目前对这种超厚对流边界层发展机制理解十分有限.这既制约了大气数值模式中针对这种超厚对流边界层的参数化改进,也限制了超厚对流边界层与天气气候背景相互作用的科学认识.通过选取我国西北干旱区敦煌荒漠戈壁为代表性研究区,利用以往在该区域开展的陆-气相互作用观测试验资料及长期业务探空观测资料,从大气边界层发展的能量机制出发,对该地区出现的超厚对流边界层的发展过程进行分析.分析表明:从日际尺度看在持续晴空期即使在白天地表感热通量日积分值不变甚至减弱的情况下,大气对流边界层(convective boundary layer, CBL)的日最大厚度仍然表现为逐日持续增高的特点,且地表感热提供的能量无法平衡对流边界层发展所需要吸收的能量.主要原因是深厚的近中性残余层(residual layer, RL)在对流边界层发展过程中发挥了重要作用,通过夹卷过程从残余层进入对流边界层的夹卷能量是对流边界层逐日持续发展的关键能量补充.在夏季连续晴空期,对流边界层与残余层之间会形成逐日循环增长机制,使干旱区夏季发展出超厚对流大气边界层.     

阶梯溢流坝水流数值模拟及特性分析

针对Mixture模型,考察了Realizable k-ε模型,SSTk-ω模型,v2-f模型,LES模型等4种湍流模型对阶梯溢流坝水流数值模拟的适用性.通过对非掺气区域坝面平均流速、旋度大小、边界层厚度的计算,并与实验结果进行分析比较,结果表明：Realizable k-ε模型考虑了流体微团的旋转效应,提高了对较大曲率流动、旋流流动和涡旋运动的计算精度,对阶梯溢流坝有很好的适用性.以Realizable k-ε模型计算结果为基础,进一步分析了边界层内的速度分布、阶梯面压力分布等坝面水流特性.     

一类奇摄动初值问题解的渐近展开

用边界函数法研究了一类奇摄动初值问题解的渐近展开问题,证明了解的存在惟一性,并给出该解的渐近分析.     

数值处理奇性奇摄动边值问题

采用了数值积分方法求解带有奇性的奇摄动边值问题,将原边值问题的一般方程近似转换为带有极小偏差的一阶微分方程,利用梯形公式得出三对角方程组,再采用修正的方法对奇性进行处理,得出新的三对角系统,最后利用追赶法解出三对角方程组并验证该方法的一致有效性.