ECMWF集合预报和确定性预报对淮河流域暴雨预报的对比分析

本文运用2012年5—9月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的集合预报系统(Ensemble Prediction System,EPS)和确定性模式(High-resolution Deterministic forecast,HDet)资料对比分析了淮河流域暴雨的预报效果。对于集合预报,主要对比了基于EPS的日降水量极端天气预报指数(Extreme Forecast Index,EFI),和改进的贝叶斯模型平均(Modified Bayesian Model Averaging,MBMA)法对降水的订正后概率。由于ROC(Relative Operating Characteristic)检验是与模式的系统性偏差无关的,所以选用ROC检验,对比了不同空报率下的TS评分,以及不同方法的相对经济价值。对比检验的结果显示,各时效预报MBMA预报效果最好,其次是HDet,EFI的预报效果最差,其中2 d内的预报HDet接近MBMA,随着预报时效的延长,MBMA相对于HDet和EFI的优势不断增强。在不同标准下确定三种方法对淮河流域暴雨预报的阈值,结果显示MBMA同样优于HDet,EFI预报效果最差。但MBMA的优势是通过增加预报偏差得到,如果将预报偏差限定为主观预报的1.37,此时MBMA的效果和HDet的效果接近。

多尺度粗糙接触刚度及数值等效方法研究

粗糙界面的接触问题在工业装备中有着广泛的应用,其接触刚度的量化对装配体整体稳定性的评估都起到至关重要的作用。然而,因为接触表面先天所具有的多尺度和分形的粗糙特征,整个压缩过程中接触界面间接触刚度的预测都非常困难。通过将动态分辨率的思想融合到粗糙表面的球型粗糙峰表征方式里,提出了一个多尺度粗糙接触力学MBMA模型。基于MBMA模型,在文中对整个压缩过程中的界面接触刚度进行了量化研究,并分析了接触刚度对粗糙表面形貌参数的敏感性,随后提出了一个模拟真实粗糙界面之间接触特性的仿真等效方法,它是通过将粗糙接触界面等效为一层正交各向异性材料薄层,调整薄层的材料属性来精确控制接触界面之间法向和切向接触刚度来实现的。通过在薄层与部件之间施加“绑定”约束,可以进一步地消除接触非线性,将非线性接触问题简化为线性问题,极大提高计算效率。

基于模型的航天工程任务保证理论与技术体系研究

数字化时代,航天工程任务保证工作模式发生了全新的变革。通过梳理航天工程研制数字化转型需求,研究提出了“一线四闭环”“三域四融合”的基于模型的任务保证(MBMA)基本理论;在此基础上,利用人工智能、大数据、云计算三大使能技术,构建了基于模型的任务保证总体架构,研究提出了相关的技术体系和关键技术。通过基于模型的任务保证理论与技术体系的研究,为航天工程在数字化环境下开展安全性可靠性工作和风险管理工作提供借鉴。