Menter SST湍流模型系数在高速流动模拟中的不确定度量化研究

Menter SST湍流模型系数的不确定性会对高速流动数值模拟的结果产生显著影响。本文针对二维压缩拐角、二维圆柱和三维双椭球体3个典型高速模型,定量评估湍流模型封闭系数不确定性对数值模拟的影响。首先,采用非嵌入多项式混沌方法量化由Menter SST湍流模型封闭系数不确定性导致的气动力/热数值模拟的不确定度;然后,依据Sobol敏感性指标对封闭系数的敏感性进行排序,辨识导致不确定度的关键因素。研究结果表明气动热的不确定度普遍大于气动力。在考察的9个封闭系数中,σ_(ω1)、β^(*)、κ、a_(1)是对数值模拟结果不确定度贡献较大的关键模型参数,其敏感性大小与当地流动特征相关:在流动的大部分区域内,生成项系数σ_(ω1)和κ是导致数值模拟结果不确定度的主要因素;而在流动发生分离或出现激波后的区域,数值模拟结果受耗散项系数β^(*)与剪切应力限制器参数a_(1)的影响更显著。

Enhanced rainfall in North China in July 2021:Role of the North Pacific SST gradient

2021年7月,华北地区的降水量突破1980年以来的极值,这与太平洋海温异常的经向梯度相吻合.研究表明,西北太平洋正海温异常与热带中太平洋负海温异常之间的梯度是2021年7月华北地区降水异常偏多的主要原因,该梯度使得西北太平洋反气旋及其南部的气旋北移,汇合的偏东风将大量水汽从海洋输送到华北地区,使得华北地区降水偏多.同时,太平洋海温异常的经向梯度可能在对流层低层触发异常的反向哈德利环流,伴随着南风异常,使得季风环流增强,雨带偏北.

近50年华南沿海SST热事件变化的时空特征

根据华南沿海10个海洋站1960—2009年实测海表温度(SST)资料统计分析了近50年华南沿海SST热事件时空变化特点,得出如下结论:华南沿海SST热事件主要出现在6—8月份,SST热事件出现的频率以北部湾东北部海域最高,粤东沿海最低;导致SST热事件海区差异的原因是上升流及热带气旋存在海区差异;受全球气候变暖的影响,华南沿海年均SST有上升趋势,近50年来气候变化可划分为冷、暖两个时期,其相对暖期SST热事件的年频数、累计天数、每次SST热事件持续天数较相对冷期均有增加趋势。

台湾海峡及其邻近海域AVHRR遥感SST的初步验证

采用现场走航数据与站点观测数据分别对台湾海峡及其邻近海域的高(1.1 km、每天)、低(9 km、月平均)时空分辨率遥感AVHRR MCSST和PFSST产品进行检验.结果表明,MCSST和PFSST产品与两种现场资料在时空变化趋势上都有着很好的一致性,相关系数的平方(R2)在0.68以上.高分辨率MCSST精度为(0.11±0.97)℃,与美国沿岸海域验证精度相当,达到当前国际上利用NLSST算法反演LAC数据所能达到的水平.虽然低分辨率PFSST在探测强烈的温度梯度时存在不足,趋向于削弱实际的温度锋.但总体来看,AVHRR SST遥感数据可适用于分析台湾海峡及其邻近海域温度场的时间变动趋势及空间变化特征.

SST湍流模型在汽车绕流仿真中的应用

采用基于k ω模型的SST(剪切应力输运 )湍流模型 ,综合了k ω和k ε湍流模型在边界层内外计算的优点 ,在数值试验和实际应用中表现出其准确及时预测分离的特性。计算结果与汽车模型在小型风洞中的试验结果比较吻合 。

k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析

Menter的k-ωSST两方程湍流模型在流体力学计算中有良好表现。利用均匀试验设计方法对k-ωSST模型中八个参数在小攻角亚声速、跨声速和大攻角三种典型的翼型绕流流场计算中的影响规律进行了分析。分析结果表明在附着流中参数a1是对流场的影响最大的参数;而在分离流中,参数a1对流场的影响与湍流产生与耗散等项的作用相当,模型中的四个参数:σω2、β2、β*和a1的取值都会对计算结果有较大的影响。

考虑旋转和曲率影响的SST k-ω湍流模型改进

分析了离心泵中常用湍流模型的优缺点,采用考虑旋转和曲率影响的RNG k-ε模型和Realizable k-ε模型分别对SST k-ω湍流模型进行了改进,生成了两种新的湍流模型。以开源代码库OpenFOAM作为平台对改进的湍流模型实现了程序化,应用新的湍流模型分别对一低、中、高比转数的离心泵进行数值计算,并将修改前后的数值计算结果与试验结果从能量性能的角度进行了详细对比。分析结果表明,改进后的湍流模型能成功用于离心泵内流计算中,且计算精度较修改前更接近于试验值。

浮游有孔虫壳体Mg/Ca值——SST的替代性指标

通过对东北印度洋区MD77181和MD81349两支岩心中Globigerinoidessacculifer壳体极为精细的清洗和溶样后 ,由ICP -MS测试获得了近 2 6 0ka以来Mg/Ca值 .结果表明Mg/Ca值与δ18O值变化趋势较为吻合 ,随温度的增加而升高 ,浮游有孔虫G .sacculifer壳体Mg/Ca值是海洋表层水温 (SST)良好的替代性指标 .运用函数式Mg/Ca =0 .4 717exp(0 .0 82 5 SST)计算表明 ,包括印度洋在内的中、低纬地区 ,LGM时期的SST与全新世的温差大于最初CLIMAP推测的2℃ ,很可能达到 4℃ .

TOPEX/Poseidon卫星监测博斯腾湖水位变化及其与NINO3 SST的相关性分析

利用TOPEX/Poseidon卫星十年(1992—2002)监测博斯腾湖水位变化的地球物理记录(GDR)数据,经过数据的地球物理改正、编辑、约化和滤波后,分别采用小波分析和傅里叶分析得到了博斯腾湖水位变化的平均周期为1034d、363d、182d和47d。季节性变化是湖泊水位变化的主项,利用最小二乘法得到周年振幅为0.7196m,半年振幅为0.5322m,因此季节性变化的主周期是周年,次周期是半年。博斯腾湖水位变化趋势为+0.2012m/a,说明博斯腾湖水位在升高。由博斯腾湖月水位变化的时间序列与NINO3SST进行相关性分析,发现延迟6个月的博斯腾湖月水位变化序列与NINO3SST数据相关性最大(-0.2784),表明ElNio对我国西部降水的影响具有一定的滞后性。

1990～1999渤海SSTa年际变化的特征

基于 1990～ 1999年逐周的 (18× 18)km分辨率的海表温度 (SST)资料 ,将其与历史资料 (195 9～ 1982 )对比 ,发现近 10年渤海SST较历史SST要高 ,但整体结构特征变化不大。进一步采用EOF方法对渤海SST异常 (SSTa)进行分析 ,得到 3个主要的模态。第一模态对总方差的贡献为 82 .4% ,表现为整个海区SSTa同步升温或降温的特征 ,结合渤海沿岸 2个测站的气温资料的分析 ,认为渤海SSTa第一模态的变化与渤海气温异常变化相互依存 ,另外 ,北黄海SSTa的变化可能是造成渤海SSTa第一模态在海峡口附近变化幅度大的主要因素。第二模态对总方差的贡献为 9.4% ,在空间上其对整个海区SSTa起东升温(东降温 )则西降温 (东升温 )作用 ,可能是ENSO现象影响渤海海温变化最直接的表现。第三模态对总方差的贡献为 5 .0 % ,在空间上其对SSTa起北升温 (北降温 )则南降温 (南升温 )的作用 ,认为其可能与山东陆域气温和黄海流域气温变化有关。

基于SST湍流模型的超车时汽车外流场变化的仿真分析

基于k-w模型的SST(剪切应力输运)湍流模型综合了k-ε和k-w湍流模型在边界层内外计算的优点,能够准确及时预测分离的特性。利用SST湍流模型对轿车超越轿车的过程运用计算机仿真技术进行数值模拟,得出被超轿车在此过程中的气动阻力系数和气动侧力变化曲线图,并对这一工况进行了分析。

南海北部珊瑚Sr/Ca和Mg/Ca温度计及高分辨率SST记录重建尝试

利用全谱直读等离子体光谱 (ICP AES)的分析方法精确分析了南海珊瑚的Sr Ca和Mg Ca比值 ,结合实测表层海水温度 (SST) ,标定了海南岛南部三亚海域和西沙海域两个滨珊瑚的Sr Ca和Mg Ca温度计。在此基础上 ,尝试对两个南海北部全新世时期的珊瑚进行SST记录重建。结果显示约 5 4 0aB .P .(小冰期 )西沙海域夏季月均SST较现代低约 1℃ ,而约 6 5 0 0aB .P .(大暖期 )海南岛三亚海域夏季月均SST则高出现代 1.0～ 1.5℃。

创伤患者血清IL-33和sST2的变化及意义

目的研究创伤患者血清白细胞介素-33（IL-33）和可溶性ST2（sST2）的变化及其与炎症指标C-反应蛋白（C-reactive protein，CRP）和损伤程度评分（injury severity score，ISS）的相关性。方法53例创伤患者分别于创伤后4h、24h、72h、7d等时间点抽取外周静脉血，分别检测血清IL-33、sST2、CPR水平，并与健康对照组比较；分析血清IL-33水平与sST2、CPR和ISS的相关性。结果创伤后4—24h患者血清IL-33和sST2水平分别较健康对照组明显升高（P〈0．05），创伤后4h～7d患者血清CRP水平较健康对照组明显升高（P〈0．01）；创伤后4h-7d患者血清IL-33分别与sST2和CRP水平呈正相关（r=0．347、0．386，P〈0．01），患者血清sST2与CRP水平呈正相关（r=0．276，P〈0．01）。ISS评分分别与创伤后gh和24h患者血清IL-33水平呈正相关（r=0．308、0．433，P〈0．05，P〈0．01）。结论创伤可导致IL-33和sST2释放，其释放水平与炎症反应程度和创伤程度相关。释放机制可能是创伤后细胞损伤和坏死所致。IL-33和sST2可能参与和调节创伤后炎症反应，在创伤后防御感染和促进创伤愈合方面起重要的作用。

珠江口近30a的SST变化特征分析

根据珠江口多个定点站近30a表层海水温度（SST）实测资料和气象站观测的气温资料，使用功率谱和小波分析方法，计算分析珠江口SST变化特点、上升趋势及其与El Nino／La Nino的响应关系．结果表明各月SST存在着1-2℃的海域差异，SST的年较差达10～11℃，SST的季节变化与全球气候变暖呈显著相关．1971-2003年SST呈显著上升趋势，其线性上升率为0．019～0．034℃／a，且珠江口外高于口内．El Nino／La Nino事件对珠江口SST变化的影响并非单一的对应关系．

西太平洋暖池海域SST场的时空特征

根据 1 950— 1 998年间月平均SST资料 ,用经验正交函数 (EOF)分析法 ,对西太平洋暖池海域SST场的时空特征进行了分析。结果表明 ,暖池海域SST场的主要模态包括年、年际和年代际变化 3个类型 ,其主要变化周期依次为 1 2、54、2 9和 1 2 0个月 ;暖池SST场的年际变化具有明显的区域性 ,全海域大致以 1 60°E为界分为东、西两部分 ,其SST的年际变化在变幅、相位和周期方面存在着明显差异。

基于两种数据集的全球SST变化趋势的对比研究

分别利用了来自NOAA和Hadley中心的SST(Sea Surface Temperature)资料,分析了全球海域每个网格点上SST的变化趋势,并将两种资料分析的结果进行比较。研究发现:近150a期间,全球大部分海域的SST以0.003℃.a-1左右的速度显著性逐年线性递增,仅在格陵兰南部海域和两极部分海域呈显著的逐年线性递减趋势;NOAA的SST变化趋势的区域性差异比Hadley的SST明显,但后者变化趋势的强度稍大于前者;不同海域SST的逐年变化趋势由不同的季节主导;在1910年为近150a来SST的最低点,之后缓慢上升,在1942年附近达到1个相对高点,而后略有下降,但很快又恢复上升趋势,上升趋势一直延续至今。

长期口服天麻素对SAMP8鼠记忆力及额叶Sst表达的影响

目的:研究长期口服天麻素对SAMP8鼠记忆力的影响及与额叶Sst表达水平的关系。方法:将4月龄雄性SAMP8鼠20只随机分成2组:天麻素治疗组和对照组。治疗组每只鼠平均每日饮10ml含60μg/ml天麻素的蒸馏水,对照组每日仅饮用蒸馏水,直至12月龄。然后,观察两组鼠皮毛、眼睑、运动等基本情况;并通过passive-avoidance-test实验检测两组鼠对疼痛刺激的短期记忆力;同时用QRT-PCR(quantitative real time polymerase c hain reaction)和Western Blot分别检测两组鼠额叶生长抑素(somatostatin,Sst)的转录水平和表达水平。结果:天麻素治疗组小鼠的毛发光泽好、眼睑无炎症、较活跃,而对照组小鼠脱毛明显、部分小鼠眼睑有炎症、运动少;Passive-avoidance-test实验中天麻素治疗组小鼠明室停留时间及进入暗室小鼠的比例与对照组相比具有显著性差别;QRT-PCR结果显示,天麻素治疗组小鼠额叶中Sst转录水平较对照组升高,二者比较差别具有显著性;Western Blot结果显示,天麻素治疗组小鼠额叶中Sst表达水平较对照组明显升高。结论:天麻素治疗可能通过增进额叶Sst的转录和表达水平以改善SAMP8鼠的学习记忆能力。

利用南大洋漂流浮标数据评估AMSR-E SST

利用AOML(Atlantic Oceanographical and Meteorological Laboratory)SVP漂流浮标的海表面温度数据,针对30°S以南的南大洋海域,对目前主要使用的微波遥感产品(AMSR-E,Ad-vanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System)反演的SST进行了较为系统的评估。结果表明,AMSR-E SST比浮标数据偏冷,偏差为-0.01℃,标准差为0.70℃。夏季的偏差为0.004℃,标准差为0.64℃;冬季的偏差为-0.06℃,标准差为0.75℃,冬季的偏差和标准差较大。温差ΔT受流速影响,随着流速的增大而减小,且这种趋势在夏季更为显著。具备托伞结构的浮标与总体情况基本一致,而无托伞结构的浮标受流速的影响要大一些。同时,温差ΔT受水汽的影响,随着水汽的增加而减小,且这种影响在冬季更大一些。进一步对4个穿极和绕极浮标的追踪分析表明,温差ΔT受大洋海流系统的影响显著。在海流大的大西洋边界流和南极绕极流中,温差ΔT的不确定性要明显大于总体情况。

基于MODIS数据的台湾海峡SST区域遥感监测模型研究

采用SeaDAS模型开展基于MODIS数据的台湾海峡海洋表面温度SST遥感监测时,发现SeaDAS模型在台湾海峡中部SST的监测精度能够满足要求,但在台湾海峡近岸SST的监测误差明显偏大。为此根据2003—2006年台湾海峡近岸观测站点和台湾海峡中部浮标的实测SST数据,采用线性多通道算法建立台湾海峡SST区域遥感监测统计模型,并选择2007年30个SST数据样本对区域统计模型的监测效果进行验证分析。结果表明:在台湾海峡海域采用SeaDAS模型监测SST绝对误差的平均值是1.2℃,标准差是0.69℃,而采用区域统计模型监测SST绝对误差的平均值下降到0.89℃,标准差下降到0.52℃,区域统计模型优于SeaDAS模型。

近45年涠洲岛5次珊瑚热白化的海洋站SST指标变化趋势分析

根据涠洲岛珊瑚礁普查（Reef Check）历史资料和涠洲岛海洋站实测海表温度（SST）历史资料,采用对比分析与相关分析方法,分析1966―2010年该岛珊瑚热白化的SST指标变化特征,结果显示：1）涠洲岛珊瑚热白化的最热周平均SST值为31.6℃或最热日平均SST值为32℃;2）1966―2010年涠洲岛的逐年最热月月均SST、最热日日均SST、年极端最高SST及最热周平均SST呈准同步变化,彼此间的相关系数为0.71~0.89,4种珊瑚热白化SST指标没有显著上升趋势;3）最热月月均SST和最热周平均SST的变化趋势与全球变暖在统计上存在显著相关关系。