子模型范围及边界条件对应力结果的影响

针对HCSR对于局部结构强度细化分析子模型范围的规定及CCS_HCSR_TOOLS对于细化分析子模型边界条件施加方法的合理性问题,以某散货船的底边舱下折角为例,进行局部结构细化网格分析,分别建立嵌入式细化模型以及3个不同范围的子模型,以嵌入式模型计算结果为基准,对比各子模型应力计算结果表明,子模型范围、边界节点角位移约束及子模型新增节点的插值处理对应力结果影响较大;子模型边界节点所在位置对应力结果影响不大。

江淮流域暴雨预报的套网格模式试验

本文利用B模式与大气物理研究所有限区域细网格模式进行异模式的单向嵌套试验,调试了三种方案:倾向订正方案、松弛法及辐射边条件方案。几次试验表明,倾向订正方案下的套网格积分最稳定。用套网格计算了1986年梅雨期中几次暴雨过程,预报结果比固定边界的细网格模式有明显改进,暴雨中心值可提高20%以上,降水分布更加接近实际。嵌套技术使细网格模式的积分稳定性加强,减少对平滑的依赖,并且延长降水预报时效。文章还分析了边界条件对暴雨系统的影响。

基于ECMWF细网格模式的短时强降水客观概率预报方法研究

根据陕南643个经质量控制的自动气象站2010—2014年逐小时观测降水,采用百分位法确定陕南短时强降水标准。基于2010—2014年11 824站次短时强降水个例和欧洲中心(ECMWF)间隔6 h的0.25°×0.25°再分析格点资料,以空间最近、时间最近前1时次原则:计算并确定陕南汛期5—9月各月短时强降水36种对流参数历史概率分布特征值;考虑对流参数的显著性和适度性指标构建评价方案,利用相对模糊偏差矩阵、标准差系数方法,优选出陕南5—9月各月的15种对流参数及其权重。业务运行以ECMWF细网格模式的基本预报产品,计算优选的对流参数值,结合参数历史概率分布值及其权重,建立陕南分月短时强降水客观概率预报模型。将模型概率预报结果升序排列后80%处对应的数值,且大于0.2作为短时强降水的临界概率,对2015年汛期降水过程进行检验,TS评分为0.59,漏报率为0.18,空报率为0.31。

由泄洪水流引起的水舌风现象的数值模拟分析

本文采用细网格非静力能量闭合边界层模式,对水电站大坝泄洪过程中水舌风的生成演变发展过程进行数值模拟。水电站开闸泄洪时,高速水流对气流瞬时的强大冲量作用在坝后形成一个风速较大区,随着高速水流趋向稳定,采用两种模拟方案对水舌风的发展演变过程进行进一步模拟。方案一,通过水气动量交换作用,水流对气流的拖曳力仅来自于大坝溢流面;方案二,拖曳力来自于溢流面及溢流面与消力池接口面。对模拟结果进行分析,发现不考虑水舌风效应时,坝体下风方向出现上下两个方向相反的微弱涡旋;当考虑水舌风作用时,高速水流的瞬时强大冲量作用在坝后形成一个风速较大的逆时针涡旋;水流趋向稳定后,两种方案进行模拟的结果与不考虑水舌风时相比,两个涡旋均得到加强,尤其是处于下面的溢流面处的逆时针涡旋。

区域资料四维同化试验

根据国家气象中心有限区分析预报系统的基本方案，设计一个以６小时为周期的间歇区域资料四维同化方案，对我国的两次暴雨过程进行两种不同粗细水平分辨率的资料四维同化和短期模式预报的试验，结果表明，由同化方案初值获得的短期预报明显好于ＬＡＦＳ方案的预报结果，高分辨率同化方案对预报的改进更明显。

有限区域细网格模式产品在江汉平原暴雨预报中的应用

利用湖北省提供的有限区域细网格模式数值预报产品及降水实况资料，用逐步回归法拟合出江汉平原等区域暴雨预报方程。方程的拟合效果比较理想，此方程尚有待台站业务考核及改进。

暴雨过程低空急流区域的动能平衡分析

用有限区域细网格客观分析系统，诊断和分析了１９９３年、１９９４年的两次伴随着暴雨过程的低空急流选定区域内的动能平衡。发现，虽然计算区域内平均总动能较大，且有其一定的变化，但计算出的各时次总动能产生值比其变率却一般要大两个量级以上，表明“波动”间，即“网格（大尺度）－次网格（小尺度）”运动之间的相互作用相当重要。求两次过程的平均则分别为２００、－２０６Ｗ·ｍ－２。表明前次过程平均为动能源区，具有“大尺度—小尺度（暴雨）”方向转换（耗散）动能的直接环流特征；后次过程平均为动能汇区，具有“小尺度—大尺度”方向转换（反馈）动能的间接环流特征，即存在一个所谓“负粘滞”问题。

多种细网格模式对湖南水库流域面雨量的预报检验

选取2016年5—12月欧洲ECMWF、日本JMA、T639、德国GERMAN、湖南本地细网格HNGRIB的高分辨率降水预报产品,从预报时效、流域区域、面雨量量级、影响系统和预报偏差五个方面,检验分析了各模式对湖南水库流域面雨量的预报效果。结果表明:各细网格模式对流域面雨量的预报能力随预报时效的增加而下降,但ECMWF和JMA的预报效果相对较好且稳定,T639最差;各模式在非汛期10—12月的流域面雨量预报效果要优于汛期5—9月;随着面雨量量级增大,各模式的预报能力均下降,特别是对30mm以上的面雨量预报能力非常低;各模式对高空槽降水的预报能力最好,对西南低涡降水的预报能力最差;ECMWF、JMA、HNGRIB在各个时效上存在面雨量预报偏小的情况,而GERMAN、T639随着时效的增加,面雨量预报偏大的情况增多。

基于子模型细化分析的VLCC底边舱上折角半档肘板选型

超大型油船VLCC都应满足国际船级社协会IACS双壳油船共同结构规范(CSR-OT)的相关要求,船体结构中的高应力区域都需按CSR规范要求进行有限元细化分析。通过实际船舶审图工作的经历,总结了使用子模型细化分析手段校核高应力区域结构强度的方法,并使用该方法分析了位于某型VLCC 1/2强框架底边舱上折角处的4种典型肘板形式,为此类无规范要求的构件提供了校核方法。最终基于有限元分析FEA细化分析结果,提出了该处肘板结构选型的优化建议。

ECMWF细网格模式降水产品在抚顺弱降水中的应用检验

利用常规观测资料、ECMWF细网格模式预报资料研究了ECMWF细网格模式降水产品在抚顺地区弱降水预报中的应用与检验。

基于模糊数学的甘肃河东地区短时暴雨的大气环境参数综合评价研究

为了改进短时暴雨预报方程,提高短时暴雨预报准确率,综合评价多种大气环境参数对甘肃河东短时暴雨预报的影响权重是十分必要的。本文利用甘肃河东2013—2018年汛期降水量资料,采用百分位法计算了甘肃河东6—8月短时暴雨阈值,根据阈值挑选出甘肃河东92个短时暴雨个例,使用ECMWF 0.25°×0.25°再分析资料,分析大气环境参数发现,K指数、700 hPa相对湿度、大气可降水量等参数对甘肃河东短时暴雨有较好的指示意义;基于模糊数学的方法,考虑显著性及适度性,构建了28个大气环境参数的综合评价方案,得出不同时段大气环境参数权重,综合分析表明:甘肃河东汛期发生短时暴雨时,各时段大气环境参数权重排序不同,预报短时暴雨时需考虑其所处气候时段大气环境参数的权重,并对权重排序较前的参数进行重点考虑。

双流体模型的细网格模拟

对于A类颗粒,鼓泡流化床中,随着网格尺寸的减小,膨胀高度降低,细网格模拟达到网格无关的值接近于实验数据即网格细化可以预测鼓泡流化床的膨胀高度,但是,当前的计算能力无法达到工业规模反应器的计算要求;流化气速越高,达到网格无关时的网格尺寸越大。与传统的基于平均方法的曳力系数相比,耦合了EMMS厂bubbling曳力系数的双流体(TFM)模型允许使用更粗网格,且准确性大大改善,将为工业化大型反应器模拟提供很好的方法,其中,EMMS/bubbling曳力模型如以前的论文(Shi et a1.,2011)。