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提出了一种求解非线性大气化学动力学方程组的新算法,即预测／校正拟稳定近似法（ＰＣＱＳＳＡ）该方案集中了传统的ＱＳＳＡ方案和Ｈｙｂｒｉｄ方案的优点,具有较高的计算效率和精度,对于复杂的大气化学模式和区域污染模式较适用。 相似文献
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在一个简化的气相化学模式的基础上，比较了Ｈｙｂｒｉｄ、ＱＳＳＡ、Ｓｋｌａｒｅｗ三种计算方案求解非线性化学动力学方程组的差异，并引入误差分配和线性组合两种质量守恒技术，分析它们对模拟结果的影响．研究结果表明：不同方案对有机烃类浓度的计算几乎没有影响，但对其它气态物浓度有一定的影响．用ＱＳＳＡ和Ｓｌａｒｅｗ方案预测的结果更为相近，而采用Ｈｙｂｒｉｄ方案得到的气态物浓度的平衡时间略为提前．从计算效率来看，ＱＳＳＡ方案优于其它两种方案，两种质量守恒技术均能改善模拟结果． 相似文献
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高大建筑物影响城市粗糙副层流场特征的数值研究 总被引：1，自引：1，他引：0
用数值模拟方法研究了高大建筑物对城市粗糙副层气流场特征的影响。数值模式采用基于雷诺平均纳维—斯托克斯方程组的应用计算流体力学FLUENT软件,次网格湍流参数化选用k-ε闭合方案。建筑物用立方体表示,并规则排列于模拟区域内。通过改变高大建筑物的数量与位置,对建筑物阵列内及其上空的气流特征进行了多个算例的数值模拟。依据模拟结果计算获得建筑物区域的面积平均风速廓线,结果表明各算例的粗糙副层风速廓线各不相同。运用动力学方法由风速廓线计算出各算例的零平面位移高度和粗糙度,并与几种计算零平面位移高度和粗糙度的形态学方法进行了比较检验。结果表明两种形态学方法(Ba、Ma)计算所得的零平面位移高度与动力学方法计算结果很接近,但对于粗糙度而言,几种形态学方法的计算结果都明显偏高。 相似文献
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GRAPES_GFS中三维参考大气的研究:理论设计和理想试验 总被引：4，自引：0，他引：4
参考大气的选取对于半隐式半拉格朗日（Semi-Implicit Semi-Lagrangian,简称SISL）模式动力框架的计算精度至关重要。中国气象局数值预报中心自主研发的GRAPES_GFS（Global Regional Assimilation and PrEdiction System,Global Forecast System）采用基于等温大气构造的一维参考大气,该方法求解简单、易于实现,但无量纲气压和位势温度扰动量的数量级较大,降低空间计算精度的同时,由于非线性项较大,使得时间计算精度较低。借鉴近年来世界上各主要业务中心的数值模式框架搭建方法,拟在GRAPES_GFS的动力框架中引入不随时间变化且满足静力平衡的三维参考大气,使得积分过程中参考大气可以尽量地靠近模式大气,提高空间计算精度的同时,减小非线性项的数量级,进而提高时间积分的计算精度。本研究重新推导了引入三维参考大气之后模式动力学方程组的求解过程,通过若干个理想试验验证了理论方法以及代码实现的正确性,说明新的三维参考大气可以有效地提高模式动力框架的计算精度。 相似文献
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王鹏飞 《南京气象学院学报》2009,32(2):172-181
介绍了多精度计算和区间分析的概念、方法及应用,使用多精度计算研究Lorenz非线性动力系统计算结果对计算精度、步长的敏感依赖关系和不确定现象,研究Lorenz系统中长时间数值解的计算方法和基于多精度计算的最优步长、最大有效计算时间搜索方法,讨论了区间分析方法在计算机辅助证明Lorenz混沌吸引子存在性问题中的应用。 相似文献
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数值模式预报时效对计算精度和时间步长的依赖关系 总被引：6，自引：0，他引：6
通过数值计算研究Lorenz非线性动力系统,探讨了非线性动力系统中初值问题的解对时间步长和计算精度的依赖关系,从新的角度研究动力系统的预报时效问题,讨论了评价舍入误差对预报时效影响程度的方法。实验结果表明:动力系统的预报时效不仅与初值误差有关,而且在一定条件下敏感地依赖于计算采用的时间步长和计算精度。 相似文献
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讨论了用多重网格方法（ＭＧＭ）求解赫姆霍兹型欧拉方程第一边值的五个定解问题，并与变系数超松弛迭代法作了比较。结果表明，在相同的精度条件下，前者所需的计算时间要比后者少，时间效率比随着网格数的增加而明显提高，反映了用多重网格方法求解大型差分方程组数值解的优越性。 相似文献
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A new multi-trajectory highly vectorizable Gear chemical-transport model is discussed and tested against measurements from 25 sites in Europe for a two-week summer period. The simulations are compared with measurement data and with results of a Quasi-Steady-State Approximation (QSSA) based Lagrangian model using the EMEP mechanism.The model is developed from the Lagrangian EMEP model. The Regional Atmospheric Chemistry Mechanism (RACM) is used as the models chemical mechanism. To solve the stiff chemical rate equations, a sparse-matrix highly vectorizable Gear algorithm is used. The meteorological data used to run the model are obtained from the HIgh Resolution Limited Area Model (HIRLAM).The vectorized Gear based model improves the accuracy of the numerical solution for the chemistry compared with the QSSA based model. The differences between the two models are explained by alternative approaches of the chemical modules employed in the model: a Gear algorithm versus a QSSA solver, photolysis rate parameters in RACM are calculated from a radiation transfer code versus parameterized photolysis rate parameters used in the Lagrangian EMEP model, the RACM versus the EMEP atmospheric chemical mechanisms and two methods of aggregating the emissions of Volatile Organic Compounds (VOC). Photolysis rate parameters calculated from radiation codes (which are more accurate than simple parameterizations) and the Gear algorithm (which is a benchmark solver compared with the QSSA solver) are recommended for atmospheric chemistry modeling because of the high sensitivity of ozone concentrations to the chemical reaction scheme and to the photolysis rates (Stockwell and Goliff, 2004). 相似文献
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Using the “lumped mechanism” and “counting species” methods, we developed a condensed gas-phase chemical model based on a simplified one. The modified quasi-steady-state approximation (QSSA) scheme and the error redistribution mass conservation technique are adopted to solve the atmospheric chemistry ki-netic equations. Results show that the condensed model can well simulate concentration variations of gas species such as SO2, NOx, O3, H2O2 and conversion rates of SO2 and NOx, transformation to H2SO4 and HNO3. These results are in good agreement with those from the simplified model, The conversion rates of SO2 and NOx under different initial concentrations and meteorological conditions are computed, and the results can be directly applied to regional acid deposition model. 相似文献
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Using the “lumped mechanism” and “counting species” methods, we developed a condensed gas-phase chemical model based on a
simplified one. The modified quasi-steady-state approximation (QSSA) scheme and the error redistribution mass conservation
technique are adopted to solve the atmospheric chemistry kinetic equations. Results show that the condensed model can well
simulate concentration variations of gas species such as SO2, NOX, O3, H2O2 and conversion rates of SO2 and NOX transformation to H2SO4 and HNO3. These results are in good agreement with those from the simplified model. The conversion rates of SO2 and NOX under different initial concentrations and meteorological conditions are computed, and the results can be directly applied
to regional acid deposition model. 相似文献
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为响应国家自然科学基金委员会“优化学科布局”改革,大气科学学科于2020年完成了申请代码调整,明确了“分支学科”“支撑技术”“发展领域”三大板块的新布局。调整后大气数值模式发展被设置为“支撑技术”板块中的独立代码（D0511）。大气数值模式本质是基于物理或化学过程,应用数值算法求解偏微分方程组的数值解。大气数值模式发展应以攻克关键核心技术为导向,提升我国在该领域综合国际竞争力。为了服务大气数值模式发展领域的基金项目申请和评审,推动学科进一步发展,本文对国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码D0511大气数值模式发展下设的研究方向和关键词进行了解读。系统介绍了D0511的设置背景、下设研究方向及关键词的总体框架。在对关键词进行解读的同时,基于文献计量方法和Web of Science数据库对该代码下不同方向的词频和研究热点进行了分析和讨论。结合近两年申请情况分析了关键词的使用情况,并就关键词的选择和优化提出了建议。后续还将在关键词设置基本指导思想不变的前提下,根据实际需求不断完善其具体内容。本文有助于申请人更好地理解及选择D0511下设的研究方向与关键词,亦可作为D0511研究方向和关... 相似文献
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大气环境数值模拟研究新进展 总被引：14，自引：1，他引：13
近五年来,中国科学院大气物理研究所(简称大气所)在大气环境数值模拟方面取得了丰硕的成果,通过自主发展和引进,建立了完备的多尺度、多成分的大气环境数值模式,包括全球大气化学输送模式、区域和城市空气质量预报模式。大气所利用这些模式研究各种空间尺度上污染物浓度时空分布以及污染物的输送和演变,研究了多种污染过程的成因和污染变化规律,在污染物输送、低对流层臭氧高污染、区域及城市污染等方面取得了很多成果,并对区域或城市空气质量进行业务化实时预报。大气所还拓展了我国大气环境模拟研究的新领域:大气化学资料同化、污染模式集合预报、污染源反演新方法。初步建立了空气质量模式的资料同化系统(分别基于最优插值技术和集合卡曼滤波技术)和多模式集合预报体系,提高了模式预报水平;在污染源反演新方法方面进行了初步的探索。结合我国目前仍然面临着的大气环境问题,对今后大气环境数值模式的发展方向进行了展望。 相似文献