阴阳网格守恒算法的设计和改进     

刘洁  彭新东 《大气科学》2017,41(5):1076-1086

阴阳网格上的质量守恒算法对于阴阳网格在全球模式构建和应用具有重要意义,是模式长期稳定积分和保证计算效果的重要性能指标。本研究在已有的质量均匀分布假定下阴阳网格守恒强迫算法的基础上,构建网格内质量的双线性分布和边界通量线性分布的质量守恒强迫算法,以提高阴阳网格平流计算的精度和模式积分的稳定性。运用CIP-CSLR平流方案对通量形式平流方程数值求解,分别通过"余弦钟"平流试验、正弦波试验和变形流试验对质量双线性分布、边界通量线性分布的新方案与质量和通量均匀分布的原方案进行了对比,标准化误差和标量场分布均表明新方案可有效提高阴阳网格守恒算法的计算效果,且计算负担没有明显增加,具有较好的实用价值。  相似文献   

大地形对正压扰动演变的影响     

秦曾灏 《山东海洋学院学报》1987,17(3):1-12

本文着重研究大地形对正压大气迭加在非均匀纬向基本气流七扰动演变的影响。。用WKBJ方法推导了正压扰动的频率和频散关系以及波作用量所满足的方程。当基本流场定常且存在无限长的东西向山脉时，则有波作用量守恒。据此，获得了正压不稳定的必要条件：即在所考察的平面城内至少在某点或某些点上含地形效应的某一物理量等于零，扰动就可能得到发展。对波包动能的倚时变化的讨论得知．在无摩擦正压纬向非均匀基流的情彤．地形对扰动动能并无直接影响．即导波和曳波分别在西风急流的南侧和北侧得到加强，并分别在西风急流的北侧和南侧强度减弱。扰动的发展由扰动的结构所决定。导波和曳波的波长缩短总伴同其轴线倾向r东西向相联系，而它们的波长伸长总是与其轴线倾向于南北向同时发生。还指出，正压扰动的加强或减弱，与波长的伸长(或缩短)不是必然的联系，它的成立是有条件的。  相似文献   

基于守恒重映射的全球非结构网格模式同化及预报初步应用          下载免费PDF全文

陈耀登  杨登宇 《大气科学学报》2022,45(4):591-602

全球大气模式在发展过程中不断获得改进,并逐渐采用非结构计算网格,如以球面重心Voronoi网格为特点的MPAS-A模式。为改进MPAS-A模式初值,相关的资料同化研究同步在积极开展。本文为实现利用变分方法快速同化多源观测资料的需求,以美国NCEP业务上使用的GSI系统作为同化模块,基于守恒重映射方法进行非结构与结构化球面网格转换,构建了GSI-MPAS同化及预报框架,并进行了网格转换测试和同化预报试验。网格转换检验测试表明,模式物理量的转换误差与其分布特征密切相关,二阶精度守恒重映射转换结果优于一阶精度转换结果。连续一周的滚动循环同化及预报试验表明,基于守恒重映射方法的GSI-MPAS同化及预报框架能够有效同化多源观测资料,改善了初值场的质量并使得MPAS-A预报得到的各个变量更加准确,且对降水预报具有正面效果。进一步分析表明,由于在北半球同化了更多观测资料,所以北半球地区的改进明显优于南半球及赤道地区。  相似文献   

对角元有非负增量的对称正定方程组的ICCG算法     

陈跃辉 《华东地质学院学报》2003,26(2):151-152

根据对角元有非负增量的对称正定方程组的特征，结合不完全Cholesky共轭梯度法，给出了求解线性方程组一种有效算法。  相似文献   

总能量守恒与辛几何算法   总被引：5，自引：0，他引：5  

Ji Zhongzhen  Wang Bin  Zhao Ying  Yang Hongwei 《大气科学进展》2002,19(3):459-467

以正压大气原始方程为例子，以总能量守恒为主线，介绍动力保守系统的两类重要算法：总能量守恒算法和辛几何算法，讨论了两之间的关系。中给出具体的算例，并说明两类算法的有效性。  相似文献   

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  

陈嘉滨  季仲贞 《大气科学》2001,25(6):837-846

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   

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  

Lin Wantao  Ji Zhongzhen  Wang Bin 《大气科学进展》2001,18(4):604-612

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   

物理守恒律保真格式构造与数值预报斜压原始方程传统谱模式改进研究   总被引：8，自引：1，他引：8  

钟青 《气象学报》1997,55(6):641-661

文中构造并证明了一般二次和三次物理守恒律时间差分保真格式两个构造定理，以往一些主要时间离散守恒格式构造方案可作为两个定理特例给出。它们不仅可为解决更加广泛类别的时间离散保真格式构造基本问题提供适用数学基础，而且也为结合已有瞬时空间离散守恒格式，解决更加广泛类别的时－空离散意义下保真格式构造基本问题提供适用的数学基础。此外，文中两个定理还可解决两大类问题的线性和非线性计算不稳定性问题。斜压原始方程传统半隐式全球谱－垂直有限差分模式目前是世界上许多国家的业务预报和大气环流模式。本工作利用文中新构定理，构造并且实现了斜压原始方程全球谱－垂直有限差分模式半隐式高阶全能量守恒方案。以往该项基本问题无论在理论还是实践上长期以来一直都未能得到解决。该项全能量守恒半隐式全球谱模式方案适用于实测资料的长时间数值预报积分。使用ＦＧＧＥ夏季资料进行的１３个个例３０ｄ数值积分实验表明：新型全能量半隐式保真方案可以有效地改进传统预报方案中关于能量质量守恒性质的系统性偏差。值得注意的是，实验统计分析还显示：在本文实验条件下，传统方案中由于时间离散过程中原物理守恒律性质破坏导致的系统误差（简称Ｚ类误差），对于实验总体均方根系统误差的贡献  相似文献   

正定矩阵一维三角分解法及其应用   总被引：6，自引：1，他引：5  

黑志坚 《测绘工程》1999,8(2):46-49

由文献［１］知,正定矩阵三角分解后,下三角阵中各元素在阵中的位置具有一定的分布规律,为此可将矩阵中用二维形式表示的诸元素利用位置函数表示为一维形式,文献［１］中所有利用下三角阵各元素进行计算的公式也都可表示为一维形式,使程序设计简单易行。  相似文献   

正定矩阵的三角分解与线性对称方程组的解算     

赵生金  黑志坚 《东北测绘》1999,22(1):8-9

讨论用正定矩阵三角分解法解线性对称方程组的问题,将具有正定系数阵的线性方程组中的正定矩阵分解为两个互为转置的上、下三角阵之积,用比较法导出三角阵诸元素与原矩阵诸元素之间的关系式,再将分解式代入原方程,从而导出用三角分解法解线性对称方程组的计算公式,此法计算规律中,既适用于手算又适用于电算,可在测量平差等科学计算中广泛应用。  相似文献