城市小区环境流场及污染物扩散的风洞实验研究

介绍了一次有关城市小区环境流场和污染物扩散规律的风洞实验研究.实验以位于北京市东南部的方庄小区为研究对象,以1:250的缩尺比在南京大学NJU环境风洞中建立模型并进行实验.实验包括:小区气流分布测量、小区空气污染物浓度分布测量、建筑物周边气流分布测量、建筑物周边空气污染物浓度分布测量.实验结果表明:小区内水平流场分布受不同高度建筑物影响,但风速垂直分布总体上仍符合幂指数律.小区内污染物分布亦受到建筑物及环境风速大小的影响.单体建筑物流场试验结果清晰显示了气流遇建筑物后的抬升翻越过程,以及街渠内的抽风效应,该效应可使街渠内风速达到来流的2～3倍.单体建筑物污染物分布试验结果显示随着离源的距离增大污染物浓度逐渐减小,其垂直分布仍符合地面源排放的扩散分布形式,实验结果与实际观测结果相比较为接近.相应数值模拟结果与风洞实验结果进行比较表明:两者的气流和污染物浓度分布除个别有差异外,总体上相当吻合.

弱环境流场中台风运动的若干问题

概述弱环境流场中台风运动研究的若干进展，包括非对称结构理论、非线性作用、强迫影响和准均匀流理论等４个方面。

环境流场对双涡相互作用的影响

本文在文献[1]的基础上,进一步应用正压无辐散模式就环境流场对双涡相互作用的影响进行了数值模拟研究。试验结果表明,环境流场对双涡的相互作用确有重要影响,它可以加剧双涡的气旋性互旋和促使其相互趋近.也可以抵销双涡间的互旋作用,并且还可使相距较近的两个涡旋重新分开。上述各种情况取决于双涡的相对位置及其与环境流场的不同配置。

青藏高原东北侧一次MCC环境流场特征分析

对１９９１年７月２８日青藏高原东北侧发生的一次中尺度对流复合体天气过程进行了环境和要素场分析，给出该类天气过程预报提示。

登陆华东的台风大暴雨云团及环境流场的研究

通过对六个登陆华东的台风数字化序列卫星云图的研究，揭示了台风中心附近大暴雨，台风中外围螺旋云带上的大暴雨，台风南侧外螺旋云带尾部大暴雨及台风龙卷形成过程在卫星云图上表现出的一些特殊事实。

影响广西热带气旋暴雨的环境流场和一些物理量特征分析

通过综合利用ECMWF提供的热带风场、气压场、高度场等资料,对24例影响广西的热带气旋环境流场和一些物理量特征进行了较为深入的分析。结果表明:大多数热带气旋的发生、发展都与赤道西风急流向东扩展或热带气旋东侧南风急流向北扩展有关;造成广西大范围台风暴雨的因素不仅取决于台风登陆地点和登陆后的路径以及中心是否直接进入广西内陆有关,而且还与副热带高压脊线的位置和面积指数、强度指数的变化关系密切。登陆台风在影响广西的过程中,其台风东侧的偏南风急流中心涌进广西和正涡度中心进入广西对产生大范围的暴雨起着重要的作用。

暴雨前期低层环境流场的平均扰动结构

应用线性拟合方法,分析了长江中下游地区大范围暴雨前期低层流场共26个实例,结果表明线性量中形变量应予以重视,而非线性量S 对环境场初始扰动的形成密切有关,故可作为暴雨诊断量之一.

台风“山竹”降水非对称特征及其与环境流场的相互作用研究

基于卫星降水数据和再分析资料,识别了台风“山竹”的降水非对称特征及其与垂直风切变的相关性,并进一步使用WRF模式数值模拟探究了非对称降水引发的热带气旋内部动力过程对环境流场的反馈作用。(1)台风“山竹”降水分布表现出明显的非对称性,强降水主要集中在南侧,而台风的平均风切变指向西南侧,强降水总是位于顺风切变的左侧。(2)台风发展初期风切变指向强降水方位,之后逆时针旋转并不断增大,转至指向南侧时达到最大值,之后逐渐减小。(3)非对称降水位置的改变伴随着非对称风场的改变,并影响着非对称温压场变化,而温压场的变化又进一步改变非对称风和降水,所以台风与环境流场存在着相互影响的反馈关系。

基于CISK理论对环境流场影响台风发生发展的分析

本文用一基于第二类条件性不稳定机制(CISK)的简单数值模式研究了由于非热成风的存在和环境风场垂直切变的水平变化对台风低压发生发展的影响。结果表明,环境风场的涡度分布在对流层低层为气旋性涡度随高度增加,而在对流层高层为反气旋性涡度随高度增加时有利于台风低压的发生发展;非热成风存在且与热成风符号相反时有利于台风低压的发生发展。

论环境流场切应变率对台风移动的作用

利用浅水波正压模式研究了环境流场切应变率对台风移动的影响。得到的结果是：在环境流场切应变率空间不均匀条件下，正切应变率引起的台风偏差路径比负切应变率引起的偏差路径要长，特别在正切应变率的区域。

台风突然加强与环境场关系的气候分析

主要用气候统计方法，按不同标准对１９４９—１９９２年影响我国（进入防线）的西太平洋台风资料进行过滤分析。确定台风突然加强的标准。在此基础上对它们进行分类，给出各类的时空分布特点及高低层平均环境场。得出的结论是（１）影响我国的突然加强的台风主要出现在每年的７—１０月，并集中在南海中部，东海出现的个例甚少。（２）按中心气压和近中心的最大风速变化的先后，突然加强台风可分为三类，第三类与第一、二类高低层的平均环境场不相同，台风突然加强主要受低纬环流和天气系统的影响，中高纬的西风带系统作用不大。

隧道竖井外流场模拟及风塔外型结构优化研究

为提高长大隧道施工及运营通风过程中竖井通风效率,实现隧道节能通风。依托实际隧道工程,基于Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,对无竖井风塔、圆柱风塔、矩形风塔和凸台状风塔4种结构、不同环境风速工况下的流场进行数值模拟,并对模拟结果进行交叉比对分析,提出最优化的竖井风塔结构形式。研究结果表明:采用风塔结构竖井出流量要远大于无风塔结构竖井出流量;对于不同竖井风塔外型结构,竖井出流量与环境风速关系呈多项式函数;当倾斜角为45°、圆心角为90°时,凸台结构对应竖井出流量最大,且受环境风影响波动较小,通风稳定性较好。建议竖井出口结构选用矩形或凸台状,实现对环境风的高效利用,提高竖井通风效率。

基于稀疏环境监测点的流动时程重构模型精度研究

根据有限数量且稀疏分布的环境流场监测点处的观测数据,得到更多空间位置处的环境测点的流动时变信息,能够为大气监测、水体监测和污染物扩散等问题的控制与研究提供更加丰富的数据.本文研究了物理约束对机器学习流场时程表征模型的精度影响规律,研究了可用测点数以及物理约束权重对重构精度的影响.以低雷诺数方柱大气绕流为例,开展了基于稀疏环境监测点的数据进行高空间分辨率流场时程重构的精度研究.研究发现当监测点数量增至500时精度不再提高;当监测点数量仅有50时,约束权重为10可得到最优结果.结果表明,通过选择合适的物理约束影响权重,可以有效弥补可用数据较少的问题,为环境流动问题的数据处理和高分辨率流场重构提供了新的方法与依据.

某电厂取排水口模型试验研究

介绍某电厂取排水口模型试验方案和试验方法。通过模型试验,提出了合理的排水口布置形式,并对其进行了优化。同时,研究了电厂排水对厂区附近局部水域环境温升和对环境流场的影响。研究结果可为对环境影响的评价提供依据。

9806号台风非对称结构形成及其高纬西折路径分析

对9806号台风在弱环境场中向北移动,至强环境场中折向西行的物理机制进行了分析,得出在弱环境场中台风可形成不对称结构,其物理量如高度的变化在台风进入强环境场后会与环境场叠加,从而改变台风移向。强弱环境场的更替,可能是9806号台风移向突变的重要原因。

强台风“珍珠”异常路径的特点、成因及预报

通过对强台风“珍珠”路径4个阶段的特点和影响因素的分析,特别是影响台风移动的诸多因子及其对“珍珠”西行北折异常路径所起的作用分析,发现:大尺度环境场的调整(副高脊线东退南落、越赤道气流的变化、弱冷空气的变化等),使环境场对“珍珠”的引导作用减弱。弱环境流场与“珍珠”的非线性相互作用是“珍珠”西行北折的主要原因。SST的分布也有利于“珍珠”的加强和热力结构的变化,并影响“珍珠”的路径。“珍珠”的水平结构变化,特别是其热力非对称结构的变化,对路径的影响更为明显。各种主、客观预报对“珍珠”的移动路径作出了几乎完美的预报。

广义缓坡方程

运用表面波Hamilton方法和缓坡逼近假定 ,分析缓变三维流场和非平整海底对波浪传播的影响 ,推导出广义缓坡方程· 海底地形由两个分量组成 :慢变分量 ,其水平长度尺度大于表面波的波长 ;快变分量 ,其振幅与表面波的波长相比为一小量 ,但是其频率与表面波频率相当· 该广义缓坡方程具有广泛的适用范围 ,以下著名的缓坡方程成为它的特例 :经典的Berkhoff缓坡方程 ;包含环境流效应的Kirby缓坡方程 ;描述波状海底特征的Dingemans缓坡方程· 另外 ,同时也得到了描述环境流场和快变海底效应的广义浅水方程·

0907号热带风暴“天鹅”复杂路径分析

利用MICAPS常规资料,对0907号热带风暴的复杂路径过程进行分析。结果表明,较弱的引导气流是风暴"天鹅"移速缓慢、持续时间长、路径复杂多变的主要原因;东面强台风通过对环境流场的影响对西面的弱台风发生作用,这是"天鹅"迂回的另一个主要因素。

台风Im budo移向移速分析

分析0307号台风Im budo移向移速变化与副热带高压之间的短期调整、云图特征及台风环境流场、气压场的变化,发现Im budo是在向西北方向运动接近强副热带高压时,在副高的操纵下向西北偏西方向快速运动。其后期移向变为西北的主要原因是:副高南落,轴线顺转,东南引导气流加强,地面和低层在台风的北方和西北方气压和高度下降;上升运动的分布发生变化,台风北方出现上升运动区。进南海后在其前进方向有南落的副高脊和遇到南海中南部的西南气流是其速度减慢的原因。

热发射导流器型面仿真计算优化设计

热发射的高温高速燃气射流对发射平台产生冲击,导流器应同时适应结构强度和高温高压的燃气冲击,导流器的型面优化设计可降低射流引起的烧蚀和冲击。本文通过数值仿真模拟方法,研究了3种导流器方案,分别计算了每种导流器型面方案下燃气射流的流场,选出了最优方案,提高了发射的安全可靠稳定性。