不同边界层参数化方案对天津一次海陆风过程模拟对比分析

针对行星边界层物理组成多元,气象要素分布不均匀且特点复杂,选用WRF模式中4种运用广泛的行星边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2、UW)进行数值模拟实验。结果表明:(1)4种方案均有效模拟出相关气象要素,且基于天津这一沿海城市成功模拟出海陆风;(2)4种方案原理上不尽相同,但是模拟结果中主体趋势都一致;(3)对于不同的下垫面,使用合适的方案可大大提高模拟精度;(4)目前的WRF模式还不能准确地模拟出小尺度风。     

2009年4月25日—26日乌鲁木齐机场大风天气的数值分析

数值模式是天气预报不可缺少的工具。利用WRF数值模式对2009年4月25日—26日乌鲁木齐机场的大风天气进行了分析。结果表明：WRF模式预报的东南大风持续时间、最大风速及其出现时间与实况非常吻合,对天气预报有很好的指导意义。     

“16.5.6”绵阳机场强初雷天气过程中尺度分析

利用NCEP格点再分析资料、MICAPS资料、卫星云图资料、雷达资料以及自动站资料对2016年5月6日发生在绵阳机场的强初雷过程进行了分析研究。结果表明:(1)500 hPa高空槽、700 hPa及850 hPa切变线和西南低涡产生的中尺度对流系统是雷雨产生的直接原因。(2)此次过程发生在对流不稳定、高能和高湿的大气环境中。动力、热力、水汽和能量等方面分析表明绵阳机场已具备雷雨发生的有利条件。(3)强回波有相向移动的趋势并且合并后加强。(4)通过中尺度对流云团的发生、发展及演变,同时配合雷达反射率和速度场的演变对雷雨的预报有指示意义。     

基于SRTM数字高程模型的WRF低空风场模拟研究

针对复杂地形条件下的中小尺度的低空风场模拟受地形影响较大,特别是机场周围的低空风切变严重影响现代民航的飞行安全。文中提出利用WPSGeo Tiff、GRASS GIS等技术,将美国航空航天局和美国国防部国家测绘局联合提供的精度为90 m(30s)的SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)高精度数字高程数据Digital Elevation Model(DEM)替换到中小尺度数值预报模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)中。通过对北京2013年3月9日一次大风天气的模拟,检验SRTM DEM数据对WRF风场模拟精度的影响。模拟结果表明新引入的SRTM DEM数据更真实地反映了北京地区的地形高度特征,尤其是地形复杂区域的高度特征。同时由于高度信息误差的减小,增强了WRF模式在北京地区复杂地形条件下的风场模拟能力。     

大连机场大雾天气的雷达探测与数值模式分析

大连地区三面环海,受平流海雾影响常出现低云低能见度天气,有时大雾整日不散。本文选取大连地区一次典型平流海雾进行研究,利用云雾探测系统(包括毫米波雷达、微波辐射计和风廓线雷达)的单站探测资料与WRF模式的模式输出结果对比分析大雾期间能见度与低云的演变过程。结果表明,云雾探测系统在大雾期间探测到的气象数据结果与WRF模式的模式输出结果比较吻合,都能有效反映大连机场大雾过程各类气象要素的演变情况。     

不同透风率超大型冷却塔台风致内吸力取值

风荷载是超大型冷却塔设计的控制荷载,塔筒内部风荷载取值仅考虑了良态风工况。为研究台风作用下超大型冷却塔内吸力分布特性,采用多重嵌套的中尺度天气研究预报（Weather research and forecast,WRF）模式对台风“鲇鱼”进行高时空分辨率模拟,并借助最小二乘法优化技术拟合得到近地面三维风速剖面。以山西潞安电厂220 m世界最高冷却塔为对象,结合中-小尺度耦合模式嵌套技术对超大型冷却塔进行台风和A类地貌下大气边界层良态气候风的近地面三维风场CFD模拟。在此基础上,探讨了塔内绕流特性、能量分布、阻力系数以及风阻的差异和产生原因,对比分析了冷却塔内表面风压系数三维分布特征,最后给出台风作用下超大型冷却塔内吸力的取值建议。结果表明,采用WRF-CFD耦合模式可以有效模拟台风下超大型冷却塔近地三维风场,考虑0%、15%、30%及100%百叶窗透风率下台风致内吸力系数取值分别为-0.61、-0.36、-0.34和-0.42。     

两层液体Benard—Marangoni对流的界面张力效应

采用PIV技术对两层流体Benard—Marangoni对流进行了实验研究,得到了不同厚度比下的速度场,分析了界面张力在各种对流模式中的作用。和Rayleig—Benard对流的三种临界对流模式相比,由于界面张力对上下层浮力对流的不同作用效果,使得更复杂的临界对流模式在Benard—Marangoni对流体系中出现;在实验中首次观测到三层涡胞结构等现象。     

两层液体Bénard-Marangoni对流的界面张力效应

采用PIV技术对两层流体Bénard-Marangoni对流进行了实验研究,得到了不同厚度比下的速度场,分析了界面张力在各种对流模式中的作用.和Rayleig-Bénard对流的三种临界对流模式相比,由于界面张力对上下层浮力对流的不同作用效果,使得更复杂的临界对流模式在Bénard-Marangoni对流体系中出现;在实验中首次观测到三层涡胞结构等现象.     

城市冠层方案对北京地区天气模拟影响的研究

快速的城市化进程极大改变了城市地区土地地貌,会导致陆气间能量交换,进而影响局地天气。本文通过使用WRF模式中内置的城市冠层方案来模拟北京地区城市化发展对天气的影响。模拟结果表明,使用更加真实的城市冠层方案能明显提高模式对该地区天气的模拟效果,较为真实地反映出北京地区的风场及温度场特征。     

鸭式布局战斗机非常规机动的流场机理数值分析

以先进战斗机的非常规机动为对象,发展了一种适用于大幅度运动变化的非结构嵌套网格生成方法,建立了一整套非定常流场N-S方程数值求解方法。在对三角翼动态气动特性计算验证的基础上,模拟了飞机过失速机动条件下飞行姿态和来流速度的变化特征,对鸭式布局战斗机"眼镜蛇机动"的非定常涡结构、非定常气动力效应和气动特性进行了数值研究,揭示了鸭式布局战斗机"眼镜蛇机动"的非定常流场机理。