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THE LARGE TIME ERROR ESTIMATES OF FOURIER SPECTRAL METHOD FOR GENERALIZED BENJAMIN-BONA-MAHONY EQUATIONS
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作者 ShangYadong GuoBoling 《Applied Mathematics(A Journal of Chinese Universities)》 SCIE CSCD 2003年第1期17-29,共13页
In this paper, a spectral method to analyze the generalized Benjamin Bona Mahony equations is used. The existence and uniqueness of global smooth solution of these equations are proved. The large time error estimati... In this paper, a spectral method to analyze the generalized Benjamin Bona Mahony equations is used. The existence and uniqueness of global smooth solution of these equations are proved. The large time error estimation between the spectral approximate solution and the exact solution is obtained. 展开更多
关键词 Benjamin-Bona-Mahony equation Fourier spectral method error estimate.
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ERROR ESTIMATION OF SPECTRAL-DIFFERENCE METHOD FOR COMPRESSIBLE FLUID FLOW IN THREE-DIMENSIONAL SPACE
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作者 熊岳山 《Numerical Mathematics A Journal of Chinese Universities(English Series)》 SCIE 1997年第1期1-26,共26页
This paper is devoted to a combined Fourier spectral-finite difference method for solving 3-dimensional, semi-periodic compressible fluid flow problem. The error estimation, as well as the convergence rate, is presented.
关键词 spectral-difference method COMPRESSIBLE fluid FLAW error estimation.
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空间外差遥感数据光谱-干涉图双向校正算法研究
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作者 王新强 王祯 +5 位作者 梁秋裕 熊伟 李志伟 叶松 甘永莹 王方原 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期963-968,共6页
空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面... 空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面环境的巨大差异,导致地面测定的校正参数对空间外差干涉图数据不再适用,特别是调制项误差(相位误差和非均匀误差)的改变,极大影响了光谱的准确性。针对空间外差遥感数据的调制项误差,从光谱与干涉图两个方面入手,进行误差分离与原因分析,认为空间外差遥感数据误差主要来源于CCD尺寸伸缩导致的光谱频率变化和CCD响应改变导致的干涉图强度变化,提出了光谱-干涉图双向校正方法。校正测试数据选取高分五号搭载检测仪(GMI)实测的12条O 2吸收光谱。取其中一条作为标定光谱,以SCIATRAN仿真的无误差光谱为基准,与标定光谱进行对比,分析两者在光谱维的频率偏差,通过特征峰频率确定两者的频率变换关系。然后根据变换关系将仿真光谱进行频率拉伸,使拉伸后的仿真光谱与实测光谱谱峰重合,计算拉伸仿真光谱与实测光谱干涉图,将两者干涉图相比得到干涉图强度的变化关系。最后将干涉图强度变化关系用于其余11条光谱的校正,得到校正后光谱。为了衡量校正效果,以校正前后光谱的标准差、均方误差和信噪比作为评价指标。结果显示标准差、均方误差都明显降低,同时信噪比显著增大,且标准差基本都在0.07以下,信噪比基本能达到20以上。其中校正效果最好的实测光谱,标准差减少了0.3767,信噪比提高了25.1016,均方误差降低了0.1587,校正效果较差的实测光谱,标准差减少了0.2296,信噪比提高了9.6328,均方误差降低了0.1049。因此所提出的光谱-干涉图双向校正方法对空间外差遥感数据的误差校正起到较好的效果,且处理过程简单,为同类数据的处理提供了一种新思路。 展开更多
关键词 空间外差遥感 误差校正 光谱谱峰频率 干涉图强度幅值
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自由空间光通信中的带符号光正交空间调制
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作者 赵辉 刘亮 +2 位作者 韩利利 秦玉林 李俊男 《光通信研究》 北大核心 2024年第3期126-133,共8页
【目的】针对光正交空间调制(OQSM)中频谱效率较低和系统吞吐量受限的问题,文章在自由空间光通信(FSOC)中提出了一种带符号的光正交空间调制(SOQSM)方案;另外,针对OQSM性能分析时所用信道不适合所有湍流的情况,文章采取适合所有湍流强度... 【目的】针对光正交空间调制(OQSM)中频谱效率较低和系统吞吐量受限的问题,文章在自由空间光通信(FSOC)中提出了一种带符号的光正交空间调制(SOQSM)方案;另外,针对OQSM性能分析时所用信道不适合所有湍流的情况,文章采取适合所有湍流强度的Málaga信道对系统的误码性能进行分析。【方法】首先,该方案在发送端将输入的二进制比特流划分为5个部分,第1个部分用于星座符号映射,后4个部分用于激光器映射;然后,星座符号映射用于传输星座符号及其逆符号的实部和虚部;激光器映射分为同相相位与正交相位两部分,用于激活激光器的序列映射;最后,通过信道进行传输,在接收端进行信号的接收和处理。【结果】相比OQSM,SOQSM在一个传输周期内空间域额外携带了2log2 Nt比特的信息,并在符号域和空间域分别计算出平均误码率上界,最终得到SOQSM方案的平均误码率上界,其中计算平均误码率上界的方法具有较好的收敛性。该方案较大程度地提高了系统的频谱效率和传输速率,拥有较好的误码性能。【结论】蒙特卡洛仿真结果表明:在频谱效率相同时,相比光空间调制(OSM)和OQSM,SOQSM方案的误码性能更好,能在信噪比为16 dB时就达到10-6;当调制阶数相同时,SOQSM的误码性能更优,特别是在高信噪比时,仿真与理论契合度较高。在Málaga信道中弱湍流的误码性能更好;另外,不同湍流强度对SOQSM方案误码性能趋势的影响较小,但随着信噪比提高,影响会逐渐增大。因此,SOQSM相比OQSM和OSM具有更好的误码性能。 展开更多
关键词 自由空间光通信 光空间调制 频谱效率 误码性能
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高速精确的光纤光栅信号解调方案设计
5
作者 张伟 周丽 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期205-209,共5页
为提升光纤光栅的应用效果,为此,设计高速精确的光纤光栅信号解调方案。依据LPFG的光纤光栅信号解调原理,设计两个LPFG双边缘滤波器处理两路反射光,并且利用光电探测器探测光功率结果,以此解调光栅的中心波长;采用光纤干涉仪检测解调频... 为提升光纤光栅的应用效果,为此,设计高速精确的光纤光栅信号解调方案。依据LPFG的光纤光栅信号解调原理,设计两个LPFG双边缘滤波器处理两路反射光,并且利用光电探测器探测光功率结果,以此解调光栅的中心波长;采用光纤干涉仪检测解调频率,对其进行正反扫描,依据光传播时延引起的解调误差和解调频率扫描方向之间的关联,完成解调结果补偿。测试结果显示:该方案具有较好可行性,光谱发生不同程度重叠时,光纤光栅信号的解调结果标准差均小于1.85 pm;光栅波长的解调误差均在-5~5 pm之间;有效降低解调误差,提升光纤光栅解调精度,可靠获取信号中的信息。 展开更多
关键词 高速精确 光纤光栅 信号解调 光功率 中心波长 解调频率 误差补偿 光谱重叠
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干涉测量中低频振动的频谱分析
6
作者 吕武君 韩森 +4 位作者 徐继东 沈宇航 张凌华 杨颖 郭敬铭 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第5期1019-1024,共6页
为了降低振动对移相干涉测量的影响,对振动信号进行频谱分析,分离出对低频振动有贡献的频谱信号,由此验证了PSI(phase-shifting interferometry)算法在2倍移相频率处对振动更加敏感的事实。根据标准的PSI测量步骤,再结合牛顿广义二项式... 为了降低振动对移相干涉测量的影响,对振动信号进行频谱分析,分离出对低频振动有贡献的频谱信号,由此验证了PSI(phase-shifting interferometry)算法在2倍移相频率处对振动更加敏感的事实。根据标准的PSI测量步骤,再结合牛顿广义二项式定理,推导出多频率振动影响因子γ,通过Matlab软件仿真了由标准PSI算法求出的相位误差以及多频率振动影响因子γ处理后的相位误差,并进行实验加以验证。实验结果显示,经γ影响因子处理后的波面RMS值和相位误差均低于PSI算法,RMS值减小22倍,相位误差减小20倍。 展开更多
关键词 干涉测量 频谱分析 振动频率 面形误差
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基于响应谱传递比估计误差的结构模态参数识别精度分析
7
作者 孙倩 颜王吉 任伟新 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期72-82,共11页
为了研究响应谱估计误差及其传递对振动响应功率谱密度传递比(Power Spectrum Density Transmissibility,PSDT)估计的影响,基于摄动理论和统计矩定义,推导了两个变量比例函数的均值和方差近似表达式;将响应谱估计统计矩代入,可以推导出... 为了研究响应谱估计误差及其传递对振动响应功率谱密度传递比(Power Spectrum Density Transmissibility,PSDT)估计的影响,基于摄动理论和统计矩定义,推导了两个变量比例函数的均值和方差近似表达式;将响应谱估计统计矩代入,可以推导出由响应相干函数、谱估计中信号平均分段数,近似表征的PSDT估计幅值的均值和方差解析公式.基于此,揭示了共振频率处PSDT估计幅值误差规律,并实现了模态振型幅值的精度度量.研究发现,共振频率处PSDT幅值方差存在极小值,且变异系数小于相关响应谱.通过数值框架数据验证了文中误差公式的准确性.此外,还研究了参考响应的选择、响应时长、窗函数类型对PSDT和模态振型估计的影响.结果表明,以PSDT两组响应作为参考响应,能得到较好PSDT和模态分析结果;同时模态振型估计标准差随测试数据时长的增加,也随之降低至一定水平. 展开更多
关键词 频谱误差 响应功率谱传递比 模态识别 误差分析 摄动法
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周期边界条件下四阶特征值问题的一种有效的Fourier谱逼近
8
作者 何娅 安静 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2024年第1期37-49,共13页
文章提出了周期边界条件下四阶特征值问题的一种有效的Fourier谱逼近方法.首先,根据周期边界条件引入了适当的Sobolev空间和相应的逼近空间,建立了原问题的一种弱形式及其离散格式,并推导了等价的算子形式.其次,定义了正交投影算子,并... 文章提出了周期边界条件下四阶特征值问题的一种有效的Fourier谱逼近方法.首先,根据周期边界条件引入了适当的Sobolev空间和相应的逼近空间,建立了原问题的一种弱形式及其离散格式,并推导了等价的算子形式.其次,定义了正交投影算子,并证明了其逼近性质,结合紧算子的谱理论证明了逼近特征值的误差估计.另外,构造了逼近空间中的一组基函数,推导了离散格式基于张量积的矩阵形式.最后,文章给出了一些数值算例,数值结果表明其算法是有效的和谱精度的. 展开更多
关键词 周期边界 四阶特征值问题 FOURIER谱方法 误差估计
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椭圆域上二阶/四阶变系数问题有效的谱Galerkin逼近
9
作者 田晓红 安静 《数学杂志》 2024年第3期269-282,共14页
本文提出了椭圆域上二阶/四阶变系数问题的一种有效的谱Galerkin逼近.首先,我们将原问题化为极坐标下的等价形式,并建立其弱形式及相应的离散格式.其次,针对二阶情形,我们证明了弱解和逼近解的存在唯一性及它们之间的误差估计.另外,根... 本文提出了椭圆域上二阶/四阶变系数问题的一种有效的谱Galerkin逼近.首先,我们将原问题化为极坐标下的等价形式,并建立其弱形式及相应的离散格式.其次,针对二阶情形,我们证明了弱解和逼近解的存在唯一性及它们之间的误差估计.另外,根据极条件和勒让得多项式的正交性,我们构造了一组有效的径向基函数,并在θ方向作截断的傅立叶展开,推导了离散格式等价的矩阵形式.最后,我们给出了大量的数值算例,数值结果表明了我们算法的收敛性和谱精度. 展开更多
关键词 二阶/四阶问题 谱Galerkin方法 误差分析 椭圆区域
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二维抛物方程基于降维格式的一种差分谱逼近
10
作者 秦鸿 潘珍兰 安静 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期82-90,共9页
针对圆域上的二阶抛物问题,提出了基于高阶多项式逼近的一种有效的数值方法。该方法的主要思想是利用极坐标变换及Fourier基函数展开,将原问题分解为一系列解耦的一维二阶抛物问题。然后,对每个一维二阶抛物问题,建立了一种弱形式及其... 针对圆域上的二阶抛物问题,提出了基于高阶多项式逼近的一种有效的数值方法。该方法的主要思想是利用极坐标变换及Fourier基函数展开,将原问题分解为一系列解耦的一维二阶抛物问题。然后,对每个一维二阶抛物问题,建立了一种弱形式及其离散格式,并从理论上证明了该格式的稳定性,弱解和逼近解的存在唯一性以及它们之间的误差估计。最后,给出了一些数值算例,数值结果表明了算法的稳定性和收敛性。 展开更多
关键词 二阶抛物方程 差分谱逼近 稳定性和误差估计 圆域
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一类四阶方程基于降阶格式的谱Galerkin逼近及误差估计
11
作者 王远路 江剑韬 《遵义师范学院学报》 2024年第2期81-84,92,共5页
本文针对一类四阶方程提出了一种基于降阶格式的有效谱Galerkin逼近.首先,引入一个辅助函数,将四阶方程化为两个耦合的二阶方程,并推导了它们的弱形式及其离散格式.其次,利用Lax-Milgram引理和非一致带权Sobolev空间中正交投影算子的逼... 本文针对一类四阶方程提出了一种基于降阶格式的有效谱Galerkin逼近.首先,引入一个辅助函数,将四阶方程化为两个耦合的二阶方程,并推导了它们的弱形式及其离散格式.其次,利用Lax-Milgram引理和非一致带权Sobolev空间中正交投影算子的逼近性质,严格地证明了弱解和逼近解的存在唯一性及它们之间的误差估计.最后,通过一些数值算例,数值结果表明该算法是收敛和高精度的. 展开更多
关键词 四阶方程 降阶格式 谱Galerkin逼近 误差估计
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基于超图切割的半监督学习和聚类算法
12
作者 艾明 《计算机测量与控制》 2024年第5期260-266,共7页
对超图切割上的半监督学习和聚类算法进行了研究;通过对超图切割和超边展开法及其切割函数的讨论,引入了超图上的总变异作为超图切割的洛瓦兹扩展,并在此基础上提出了一组正则化函数,它对应于图上的拉普拉斯型正则化;基于正则化函数族... 对超图切割上的半监督学习和聚类算法进行了研究;通过对超图切割和超边展开法及其切割函数的讨论,引入了超图上的总变异作为超图切割的洛瓦兹扩展,并在此基础上提出了一组正则化函数,它对应于图上的拉普拉斯型正则化;基于正则化函数族提出了半监督学习方法,并基于平衡超图切割提出了谱聚类方法;为了求解这两个学习问题,将它们转化为求解凸优化问题,并为此提出了一种主要组成部分为近端映射的可扩展算法,从而实现半监督学习和聚类;仿真实验结果表明,提出的基于超图切割实现的半监督学习和聚类方法相比于经典的超边展开法和其他图切割方法有更好的标准偏差和聚类误差性能。 展开更多
关键词 超图展开 图切割 正则化函数 半监督学习 谱聚类 标准偏差 聚类误差
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时空分数阶扩散偏微分方程的谱方法
13
作者 党明杰 蒋利华 《桂林电子科技大学学报》 2024年第1期98-104,共7页
扩散方程是物理学建模最基本的方程之一。研究时空分数阶扩散偏微分方程的谱方法数值求解,时间方向采用Caputo分数阶导数的L1插值逼近格式,构造了原方程在时间方向上的半离散格式,证明了半离散格式解的存在唯一性和稳定性,并给出了误差... 扩散方程是物理学建模最基本的方程之一。研究时空分数阶扩散偏微分方程的谱方法数值求解,时间方向采用Caputo分数阶导数的L1插值逼近格式,构造了原方程在时间方向上的半离散格式,证明了半离散格式解的存在唯一性和稳定性,并给出了误差分析方面结论的相关证明。在半离散格式的基础上,空间方向采用Legendre谱方法离散得到原方程的全离散格式,进一步证明了此全离散格式的解存在且唯一,而是无条件稳定的,并严格证明了数值解与精确解之间的误差方面的结论。 展开更多
关键词 时空分数阶扩散偏微分方程 谱方法 解的存在唯一性 稳定性 误差分析
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Spectral Method for a Class of Cahn-Hilliard Equation with Nonconstant Mobility 被引量:1
14
作者 CHAI SHI-MIN Zou YONG-KUI GONG CHENG-CHUN 《Communications in Mathematical Research》 CSCD 2009年第1期9-18,共10页
In this paper, we propose and analyze a full-discretization spectral approximation for a class of Cahn-Hilliard equation with nonconstant mobility. Convergenee analysis and error estimates are presented and numerical ... In this paper, we propose and analyze a full-discretization spectral approximation for a class of Cahn-Hilliard equation with nonconstant mobility. Convergenee analysis and error estimates are presented and numerical experiments are carried out. 展开更多
关键词 Cahn-Hilliard equation spectral method error estimate
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Errors of Estimating Near-Surface Q-A statistical Approach 被引量:1
15
作者 Chih-Sung Chen Yih Jeng 《International Journal of Geosciences》 2011年第2期164-171,共8页
Although various estimating methods have been developed for measuring Q from near-surface seismic data, less thought has been given to the accuracy of Q obtained. The errors of Q depend on the ways of measuring Q and ... Although various estimating methods have been developed for measuring Q from near-surface seismic data, less thought has been given to the accuracy of Q obtained. The errors of Q depend on the ways of measuring Q and the computation techniques used in estimating. The main purpose of this paper is to give a compre- hensive evaluation for the accuracy of measuring near-surface Q. We discuss the possible origins from which errors may develop, and provide a statistical guide to the accuracy that can be expected. A set of real data based on the improved spectral ratio method for near-surface Q was used as an example of validation and sensitivity analysis. The Bonferroni procedure was adopted for deriving the joint confidence intervals for k and n of the power law model. The same approach with modest modification may be applied to analyze the accuracy of Q estimated by other methods. 展开更多
关键词 Q Near Surface spectral Ratio SEISMIC STATISTICAL errorS
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Speech Enhancement Algorithm Based on MMSE Short Time Spectral Amplitude in Whispered Speech 被引量:1
16
作者 Zhi-Heng Lu Huai-Zong Shao Tai-Liang Ju 《Journal of Electronic Science and Technology of China》 2009年第2期115-118,共4页
An improved method based on minimum mean square error-short time spectral amplitude (MMSE-STSA) is proposed to cancel background noise in whispered speech. Using the acoustic character of whispered speech, the algor... An improved method based on minimum mean square error-short time spectral amplitude (MMSE-STSA) is proposed to cancel background noise in whispered speech. Using the acoustic character of whispered speech, the algorithm can track the change of non-stationary background noise effectively. Compared with original MMSE-STSA algorithm and method in selectable mode Vo-coder (SMV), the improved algorithm can further suppress the residual noise for low signal-to-noise radio (SNR) and avoid the excessive suppression. Simulations show that under the non-stationary noisy environment, the proposed algorithm can not only get a better performance in enhancement, but also reduce the speech distortion. 展开更多
关键词 Index Terms-Minimum mean square error shorttime spectral amplitude (MMSE-STSA) speechenhancement whispered speech.
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INFLUENCE OF THE SPECTRAL TYPE OF A STAR ON THE DETERMINATION OF ITS DECLINATION
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作者 S.Sadzakov Z.Cvetkovic M.Dacic 《中国科学院上海天文台年刊》 1995年第16期84-88,共5页
The comparison of dec1inations from the Preliminary Compilation of DS-Pr0grammeStar Positions (PCDS) with those contained in the catalogues observed with meridian circlesof several northern observatories (Belgrade, Ki... The comparison of dec1inations from the Preliminary Compilation of DS-Pr0grammeStar Positions (PCDS) with those contained in the catalogues observed with meridian circlesof several northern observatories (Belgrade, Kiev, Moscow l, Moscow 2, Kazan) shows thesystematic differences depending on the spectral type of stars involved. The effect canprobably be explained by the differences in the atmospheric refraction for different spectraltypes. 展开更多
关键词 磁偏角 光谱分析 恒星 大气折射 纬度观测
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THE LARGE TIME BEHAVIOR OF SPECTRAL APPROXIMATION FOR A CLASS OF PSEUDOPARABOLIC VISCOUS DIFFUSION EQUATION 被引量:4
18
作者 尚亚东 《Acta Mathematica Scientia》 SCIE CSCD 2007年第1期153-168,共16页
The asymptotic behavior of the solutions to a class of pseudoparabolic viscous diffusion equation with periodic initial condition is studied by using the spectral method. The semidiscrete Fourier approximate solution ... The asymptotic behavior of the solutions to a class of pseudoparabolic viscous diffusion equation with periodic initial condition is studied by using the spectral method. The semidiscrete Fourier approximate solution of the problem is constructed and the error estimation between spectral approximate solution and exact solution on large time is also obtained. The existence of the approximate attractor AN and the upper semicontinuity d(AN,A) → 0 are proved. 展开更多
关键词 Pseudoparabolic diffusion equation VISCOSITY spectral methods long time behavior large time error estimates
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CMA全球集合预报系统误差增长及预报性能的尺度依赖特征诊断分析 被引量:1
19
作者 彭飞 李晓莉 +1 位作者 陈静 赵滨 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期605-618,共14页
利用CMA全球集合预报(CMA-GEPS)业务系统2020年6月1日至2021年5月31日一整年的500 hPa位势高度场(H_(500))预报数据,诊断评估了CMA-GEPS在北半球地区误差增长及预报性能的尺度依赖特征。使用谱滤波方法实现H_(500)不同尺度(包括行星尺... 利用CMA全球集合预报(CMA-GEPS)业务系统2020年6月1日至2021年5月31日一整年的500 hPa位势高度场(H_(500))预报数据,诊断评估了CMA-GEPS在北半球地区误差增长及预报性能的尺度依赖特征。使用谱滤波方法实现H_(500)不同尺度(包括行星尺度、天气尺度与次天气尺度)分量的分离。从集合平均均方根误差(简称集合平均误差)-离散度关系来看,在预报前期(108 h之前),CMA-GEPS集合平均误差小于集合离散度,存在过度发散的问题,主要是由天气尺度分量离散度过大导致;在预报后期(108 h之后),CMA-GEPS集合平均误差大于集合离散度,离散度偏小,是由行星尺度与天气尺度分量离散度不足共同引起。采用Dalcher等1987年修订的误差增长模型对H_(500)集合平均预报误差增长特征进行诊断分析,发现CMA-GEPS误差增长过程合理,初始误差在次天气尺度上增长最快,行星尺度上增长最慢;就绝对(相对)误差而言,模式误差对预报误差的影响随空间尺度的增大而增大(减小)。此外,将使用1989至2018年共计30 a的ERA-Interim再分析逐日数据得到的气候态分布作为参考预报,通过连续分级概率预报技巧评分(Continuously Ranked Probability Skill Score,CRPSS)检验了CMA-GEPS H_(500)及其不同尺度分量的概率预报技巧。结果表明,行星尺度分量概率预报技巧最高,次天气尺度分量最小,未经滤波的H_(500)预报技巧位于行星尺度与天气尺度分量预报技巧之间。上述诊断结果可为CMA-GEPS改进方向提供一定的客观依据。 展开更多
关键词 尺度依赖 谱滤波 离散度-误差关系 误差增长模型 概率预报技巧
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绕流直接数值模拟误差分析 被引量:4
20
作者 周锟 胡进 《力学与实践》 北大核心 2023年第1期54-66,共13页
对于无边界绕流问题的计算流体力学模拟通常是将物体置于“足够大”的槽道中,而通过不断改变槽道尺寸以及离散网格密度,后验对比方式来检查模拟误差。本文结合多种经典流场理论,提出一种简单的先验误差估计方法来确定槽道尺寸以及相应... 对于无边界绕流问题的计算流体力学模拟通常是将物体置于“足够大”的槽道中,而通过不断改变槽道尺寸以及离散网格密度,后验对比方式来检查模拟误差。本文结合多种经典流场理论,提出一种简单的先验误差估计方法来确定槽道尺寸以及相应的网格分布。在此方法中,对于槽道尺寸的确定基于线性叠加原理(即在极小雷诺数下采用Stokes理论解叠加,而在其他雷诺数条件下采用势流理论解叠加),来估计槽道尺寸对绕流结果的影响。而对网格尺寸与分布,则是使用多项式逼近中的基本误差分析工具,应用到速度边界层,远场势流,以及Rankine涡等简单流动,从而确定整个绕流问题中的离散误差。为了验证前面的理论分析结果,本文模拟了相当大雷诺数范围内的二维翼型以及三维圆球绕流,所得数值结果非常好地验证了理论分析。结果表明,对于Stokes流动问题,槽道尺寸需要大约100倍于物体特征尺寸来保证其结果与无边界绕流相差不超过1%;而在雷诺数超过大约100时,槽道尺寸只需10倍(二维绕流)或者5倍(三维绕流)于物体特征尺寸来达到同等精度。在此先验误差估计方法可应用于一般化的绕流问题。 展开更多
关键词 绕流 直接数值模拟 误差分析 谱元方法
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