基于不规则矩形划分的高效海洋环流数值模式并行算法     

庄展鹏  袁业立  张杰  韩磊  杨俊钢 《海洋学报(英文版)》2016,35(5):18-23

使用序列化和不规则矩形划分的方法,开发了基于消息传递接口(MPI)的环流数值模式并行算法,并通过邻近点交换策略(NPES)进一步提升了计算效率。在HP C7000刀片系统上设计了两个实验,数值结果表明,使用了NPES的并行版本(PVN)的计算效率要高于原并行版本(PV)。在第二个实验中当进程数为100时PVN的计算效率仍可达到0.9以上,然而此时PV的计算效率已迅速下降至0.39。并用环流模式的PVN版本对一个高分辨率的区域进行了模拟,效果较好。该算法具备普适性,可用于其它环流模式的高效并行。  相似文献   

不同CTD数据垂向分辨率对黑潮地转流动力计算的影响分析          下载免费PDF全文

孔彬  陈红霞  袁业立 《海洋科学进展》2016,34(3)

基于日本海洋信息中心提供的东海黑潮PN断面垂向分辨率不同的2种CTD数据,采用动力高度法计算了2000—2011年的断面流速。通过对49个航次的流场结构、最大流速、流幅、流量等黑潮特征值的对比,分析了不同数据垂向分辨率对黑潮地转流动力计算的影响。结果表明:数据垂向分辨率不同对东海黑潮的流量几乎没有影响,对平均流幅影响很小,对流核位置略有影响,但对平均流核个数、平均最大流速影响较大。2种数据对应的流场差异主要有:与低分辨率数据对应的流场相比较,高分辨率数据对应的流场流核区流速较大、平均流核数偏多。不同流核结构在2种数据对应的流场中出现概率差别较大,低分辨率数据结果中的单核结构出现概率最高,高分辨率数据结果中的双核结构出现概率最高。  相似文献   

Simulation of double cold cores of the 35°N section in the YellowSea with a wave-tide-circulation coupled model     

夏长水  乔方利  张勐宁  杨永增  袁业立 《中国海洋湖沼学报》2004,(3)

Based on the MASNUM wave-tide-circulation coupled numerical model, the temperature structure along 35°N in the Yellow Sea was simulated and compared with the observations. One of the notable features of the temperature structure along 35°N section is the double cold cores phenomena during spring and summer. The double cold cores refer to the two cold water centers located near 122°E and 125°E from the depth of 30m to bottom. The formation, maintenance and disappearance of the double cold cores are discussed. At least two reasons make the temperature in the center (near 123°E) of the section higher than that near the west and east shores in winter. One reason is that the water there is deeper than the west and east sides so its heat content is higher. The other is invasion of the warm water brought by the Yellow Sea Warm Current (YSWC) during winter. This temperature pattern of the lower layer (from 30m to bottom) is maintained through spring and summer when the upper layer (0 to 30m) is heated and s  相似文献   

Wave-induced mixing in the Yellow Sea   总被引：3，自引：0，他引：3  

杨永增乔方利  夏长水马建 袁业立 《中国海洋湖沼学报》2004,22(3):322-326

Vertical wave-induced mixing parameter Bv expressed in wave number spectrum was estimated in the Yellow Sea. The spatial distributions of By averaged over upper 20 m in 4 seasons were analyzed. It is the strongest in winter because of winter monsoon, and the weakest in spring. Since in summer it plays an important role for circulation of upper layers, its vertical structure was also discussed. Two simulations with and without wave-induced mixing in this season were performed to evaluate its effect on temperature distribution. Numerical results indicate that wave-induced mixing could increase the mixed layer thickness greatly.  相似文献   

基于二阶矩闭合模式平衡解的海浪生湍流混合系数解析估计     

袁业立  乔方利  尹训强  韩磊  卢铭 《中国科学:地球科学》2013,(2):171-180

从次小尺度海洋运动方程和运动近各向同性假定出发,本文给出高确定性的海洋湍流二阶矩闭合方程和特征量变化方程.这组方程描述波动、涡旋和环流等较大尺度运动对海洋湍流的剪切不稳定性生成机制.同时,基于海浪破碎是湍流海面生成主要机制的认识,本文按破碎海浪统计理论给出湍流特征量变化方程的海面边界条件,包括由破碎能量损耗和卷入深度分别确定的海面动能通量和动能耗散率.根据上层海洋湍流特征量方程的平衡解和关于动能耗散率的观测资料,本文得到海浪生湍流混合系数的解析估计.所得到的海浪生湍流动能耗散率与观测资料进行了定性与定量对比,混合系数与先前Prandtl混合长度理论估计的一致性检验.  相似文献   

福岛核事故释放的137Cs在西北太平洋海水中输运的模拟与预测          下载免费PDF全文

赵云霞  韩磊  曲大鹏  赵昌  庄展鹏  袁业立 《海洋科学进展》2017,35(2)

2011-03-11日本福岛核电站放射性物质发生泄漏事件,本研究基于MASNUM(Laboratory of Marine Science and Numerical Modeling)海洋环流模式,建立了西北太平洋海洋放射性物质输运扩散模式,对事故释放的~(137)Cs在海洋中的输运和扩散过程进行了20a的模拟与预测。根据与观测资料的比较,验证了所建立的模式具备模拟放射性物质在海洋中的输运扩散过程的能力。结果显示:至2015年,~(137)Cs表层活度浓度已经扩散至整个中国海域,活度浓度值在0.01Bq/m~3左右;事故发生10a后,研究海域~(137)Cs表层活度浓度趋于均匀,为0.20~0.60Bq/m~3左右;20a后,~(137)Cs在海洋表层的活度浓度要小于0.15Bq/m~3。垂向扩散的结果显示:事故发生10a后,黄海海域~(137)Cs垂向分布较为均匀,东海东部陆架海域活度浓度高于西部海域,且上层海水中~(137)Cs活度浓度高于底层海水,南海北部海域~(137)Cs活度浓度高于南部海域,且略小于黄海和东海;至2030年,中国近海~(137)Cs的活度浓度的垂向分布趋于均匀,南海略高于黄海和东海;日本海~(137)Cs活度浓度主要集中在表层,最大活度浓度出现在2016年,约为0.20Bq/m~3;西北太平洋海域~(137)Cs活度浓度要高于其他4个海域;2030年以后,整个海域~(137)Cs活度浓度在水平和垂向分布均趋于均匀,均小于0.15Bq/m~3。  相似文献   

海浪破碎统计及其在海-气通量估计中的应用Ⅰ. 理论模型     

张书文  袁业立 《中国科学D辑》2003,33(7):695-703

以5阶Stokes波作为破碎统计模型的原始波场, 重新导出了破碎水体体积和白冠覆盖率等统计量. 基于海浪破碎是海-气强交换过程中的重要控制机制这一观测事实, 主要开展了破碎过程对海-气热通量和水汽通量交换的影响研究, 导出了气泡在海面平均体积通量和浪花水滴海面谱分布的理论表达式, 建立了破碎气泡和浪花水滴热通量和水汽通量交换的物理模型, 为进一步深入研究海-气通量交换模式奠定了基础.  相似文献   

A motion instability formation mechanism of the multi-core structure of the East China Sea Kuroshio   总被引：1，自引：0，他引：1  

袁业立  万振文  张庆华 《中国科学D辑(英文版)》2003,46(2):182-192

Analysis of current structure is a main objective in the Kuroshio study. During the Sino- Japan cooperation investigation from 1986 to 1993, each season had a cruise for this topic, and a series of papers on the Kuroshio route, flux and velocity distrib…  相似文献   

波浪破碎卷入气泡的泡径分布理论模型     

韩磊  袁业立 《中国科学D辑》2007,37(9):1273-1279

借助相似性定理推导出波浪破碎形成的气泡总数与气体体积卷入率、湍流能谱密度以及表面张力之间的关系, 得出泡径谱的指数为-2.5+n_d, 其中n_d取决于湍流能谱在黏性耗散区的分布. 利用引入的两个破碎统计量, 进一步导出了破碎过程中的气体体积卷入率Q的表达式, 建立了泡径谱与波浪要素的联系. 在此基础上, 利用观测结果提出两点假设, 并据此将泡径谱N(a)推广为随泡径和深度的分布函数N(a, z).  相似文献   

海洋浮游生态系统连续介质动力学的模型的建立   总被引：3，自引：0，他引：3  

万振文  袁业立 《海洋与湖沼》1999,30(6):663-670

运用质点、连续介质和状态变量等观点来描述海洋浮游生态系统,根据生物生命运动、生化反应、水动力学和物质守恒等基本规律,建立海洋浮游生态系统动力学的模型方程,推广地球流体力学的湍流二阶闭合理论,建立实用的雷诺平均生态系统动力学模型方程及其二阶相关项的闭合模型方程,将生态动力学状态变量的湍扩散参数化,本文还讨论了该模型与通常的Ｎ－Ｐ－Ｚ－Ｄ模型的关系,提出了其适用范围。  相似文献