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1.
强迫耗散非线性发展方程准完全平方守恒格式的构造 总被引：5，自引：0，他引：5
从描述大气和海洋运动的强迫耗散非线性发展方程出发，对强迫耗散非线性大气和海洋方程组显式差分格式的计算稳定性进行了分析，构造了一类强迫耗散性发展方程的显式准完全平方守恒差分格式，理论分析和数值试验证明，这类显式准完全平方守恒差分格式是计算稳定的．值得推广应用。 相似文献
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再论发展方程差分格式的构造和应用 总被引：40，自引：8，他引：32
【摘 要】本文把一大类大气、海洋方程归结为一种发展方程,具体构造了若干定时间步长的显式完全平方守恒差分格式。并证明在一定条件下,这类格式也具有能量守恒、“广义能量”守恒和“平均尺度”守恒的特性,它表明这类格式具有较好的计算稳定性和省时性。文中还探讨了显式平方守恒格式与隐式平方守恒格式之间的密切联系。最后给出了令人满意的用四波的R-H波作数值检验的结果。 相似文献
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半隐式半拉格朗日平方守恒计算格式的构造 总被引：11，自引：5，他引：6
在显式半拉格朗日完全平方守恒格式基础上, 构造出半隐式半拉格朗日完全平方守恒计算格式, 它继承了显式半拉格朗日完全平方守恒格式的优点, 并突破计算不稳定柯朗条件对时间步长的约束, 使时间步长大为增长.此外, 还给出这种新的计算格式在一维原始方程上的应用. 相似文献
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针对一类大气、海洋问题，从算子方程出发，在显式完全平方守恒差分格式的基础上提出两种变时间步长的差分算法，使数值计算更加有效。在人工调节时间步长法中，通过人为控制方程中算子能量变化的办法调整时间步长；在自动调节时间步长法中，通过数值试验自动比较出所构造差分格式稳定性的好坏，将它与泰勒展开法及分解算法进行混合应用，验明了自动调节时间步长法具有综合判断差分格式好坏的功能，并得出一些有意义的结论。 相似文献
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基于计算准稳定的概念来分析强迫耗散非线性方程显式差分格式的计算稳定性，给出强迫耗散非线性大气方程组显示差分格式计算准稳定的判据，为设计强迫耗散非线性大气方程组计算稳定的显式差分格式提供了新的思路和理论依据。 相似文献
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大气海洋环境数值模拟中的若干计算问题 总被引：1，自引：0，他引：1
为了适应发展气候数值模拟和环境数值模拟的需要,综合介绍了与此密切有关的若干计算问题。首先,指出这类问题易于出现计算紊乱、非物理解和非线性计算不稳定,同时,简要介绍造成这些问题出现的三种机理：虚假频散、能量关系破坏和能谱的非线性转移。然后,把这类问题归结为一种“发展方程”,给出了与此有关的几个定理,阐述了计算稳定性、能量守恒性和算子非负性之间的密切关系。接着,分别介绍了多种完全平方守恒的差分格式的构造方法,其中包括隐式的和显式的完全平方守恒的差分格式,高时间精度和高阶紧致的完全平方守恒的差分格式,同时也给出若干具体算例说明这些格式的计算效果。最后,对全文作了小结,并指出今后应进一步研究的若干重要问题。 相似文献
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半拉格朗日平方守恒计算格式的研究 总被引：6，自引：5，他引：6
作者研究了一种新的显式平方守恒的半拉格朗日计算格式.该格式是欧拉空间平方守恒格式在半拉格朗日空间的推广和发展,并采用了守恒插值方法.此外,还给出这种格式在一维原始方程上的应用. 相似文献
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本文用差分模拟绝对涡度守恒定律,构成正压涡度方程的两类差分格式:积分守恒型格式和相当于准拉格朗日型格式。前一类型格式的显式部分是条件稳定的,隐式部分是无条件稳定的。后者至为无条件稳定的显式格式,可以依据实际需要和可能,来放大无条件稳定格式的时间步长。 本文还根据格式的计算要求,讨论了“风”场的计算和平滑问题,以及差分方程的边、初条件(计算边、初条件)的给法。并通过理想场计算和实例预报,检验了几种显式格式的计算效果。 相似文献
10.
天气数值预报工作中所用的初始方程显式差分格式,时间步长取得很短,实际应用很不方便。比如,空间步长取300公里,时间步长只能用10分钟。本文提出一种新型显式差分格式,其计算稳定性不受时间步长(τ)和空间步长(d)大小的限制,由|λ_e|τ/d(e=1,2,3)的整数部分m_e=[|λ_e|τ/d],控制执行“浮动”计算,保持计算稳定。这种差分格式曾用104电子计算机作检验计算,空间步长用25公里,时间步长取20分钟,计算过程稳定,结果精度较高,可与文献[1]中的结果相比较。这表明,初始方程的差分计算,适当延长时间步长是有可能的。 相似文献
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In this paper,a kind of explicit difference scheme to solve nonlinear evolution equations,perfectly keeping the square conservation by adjusting the time step interval,is constructed,from the comprehensive maintenance of the advantages of the implicit complete square conservative scheme and the explicit instantaneous square conservative scheme.The new schemes are based on the thought of adding a small dissipation,but it is different from the small dissipation method.The dissipative term used in the new schemes is not a simple artificial dissipative term,but a so-called(time) harmonious dissipative term that can compensate for the truncation errors from the dissociation of the time differential term.Therefore,the new schemes may have a high time precision and may acquire a satisfactory effect in numerical tests. 相似文献
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This paper introduces a new consistent dissipation operator. It is based on the explicit square conservation scheme and the theory of consistent dissipation. The operator makes full use of the advantages of the Leap-frog scheme, i.e., its second order time precision and its explicit solution manner. Meanwhile, it overcomes the fatal disad-vantage, the absolute instability in computations, of the scheme. When it is applied to the explicit square conservation scheme, the time precision of the scheme reaches to third order. Especially, the computational stability of this scheme is as good as the third order explicit Runge-Kutta scheme. The CPU time required in computations by the scheme is less than that required by the explicit square conservation scheme with the consistent dissipation operator constructed from the Runge-Kutta method. Therefore, the new operator is an economical one. The application of the operator to the improvement of the dynamical model of the L2IAP AGCM shows its time-saving property and its good effects 相似文献
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ＡｎＥｃｏｎｏｍｉｃａｌＣｏｎｓｉｓｔｅｎｔＤｉｓｉｐａｔｉｏｎＯｐｅｒａｔｏｒａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＡＧＣＭ①ＷａｎｇＢｉｎ（王斌）ａｎｄＪｉＺｈｏｎｇｚｈｅｎ（季仲贞）ＬＡＳＧ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ... 相似文献
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高精度迎风偏斜格式的比较与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用一种具有任意阶精度的一般显式有限差分公式构造出高精度迎风偏斜格式，并利用 Fourier分析法评估了这些迎风偏斜格式的耗散误差与频散误差。结果表明，偶阶精度格式的数值相速度快于实际相速度，而奇阶精度格式的数值相速度慢于实际相速度。并且，偶阶精度格式的耗散误差与频散误差低于相邻的奇阶精度格式。为了检验这些格式的计算性能，在一维问题上进行了应用。首先，考虑恒定风场条件下的一维平流试验。主要选择两种不同的初始条件来评价数值格式的精度，这两种试验问题分别是高斯函数、方波函数。试验结果表明，随着数值格式精度的提高，数值格式的误差逐渐减小。而对于高于六阶精度的格式来说，改进的程度并不是很大。其次，应用各阶格式到具有两种不同初始条件的无粘Burgers方程。数值结果表明，随着数值格式阶数的增加，数值结果也得到了明显改进。而对于高于六阶精度的格式来说，进一步的变化并不明显。总之，在兼顾效率与精度条件下六阶迎风偏斜格式是最好的。 相似文献
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A Two-Step Shape-Preserving Advection Scheme 总被引：29，自引：3，他引：29
This paper proposes a new two-step non-oscillatory shape-preserving positive definite finite difference advection transport scheme, which merges the advantages of small dispersion error in the simple first-order upstream scheme and small dissipation error in the simple second-order Lax-Wendroff scheme and is completely different from most of present positive definite advection schemes which are based on revising the upstream scheme results. The proposed scheme is much less time consuming than present shape-preserving or non-oscillatory advection transport schemes and produces results which are comparable to the results obtained from the present more complicated schemes. Elementary tests are also presented to examine the behavior of the scheme. 相似文献
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This paper proposes a new two—step non—oscillatory shape—preserving positive definite finite difference advection transport
scheme, which merges the advantages of small dispersion error in the simple first-order upstream scheme and small dissipation
error in the simple second-order Lax-Wendroff scheme and is completely different from most of present positive definite advection
schemes which are based on revising the upstream scheme results. The proposed scheme is much less time consuming than present
shape—preserving or non-oscillatory advection transport schemes and produces results which are comparable to the results obtained
from the present more complicated schemes. Elementary tests are also presented to examine the behavior of the scheme.
This work is supported by the Ntional Natural Science Foundation of China. 相似文献
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在HLAFS业务数值预报模式的动力框架下,利用文章(I)所述的显式云降水方案,对一次暴雨过程和伴随着的云物蓝砸淮伪?雨过程和伴随着的云物泪果表明,显式方案对降水落区和强降水中心位置的预报较原HLAFS的大尺度饱和凝结方案有明显改进.模式能合理地揭示出暴雨发生、发展过程中的云系演变规律和云物理过程.冰相过程对降水、中尺度热力和动力场有明显影响,特别是冰相过程有利于降水的早期的形成速率.与卫星TBB资料的对比分析表明,引进显式方案后,模式能较合理地模拟出云系的轮廓、位置、范围、强度、生消和移向,模式模拟出的云顶温度与卫星测量出的云顶温度较为一致. 相似文献