近地层能量闭合度对陆面过程模式影响   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

杨启东  左洪超  杨扬  陈继伟  李强  赵静 《地球物理学报》2012,55(9):2876-2888

大量近地层观测试验表明,利用涡动相关法观测的湍流通量小于近地层可利用能量,即近地层能量是不闭合的,这种不闭合度一般为20%甚至更高.而陆面过程模式是基于地气间能量平衡建立,并且模式中的湍流边界层参数化方案通常根据实际观测的湍流通量来确定,因此能量不闭合必将对陆面过程模式造成一定的影响.本文利用2007年春季SACOL站的近地层观测资料,依据能量守恒将能量不闭合中的残余能量通过波文比分配到观测的湍流通量中,即修正涡动相关法观测的湍流通量使得近地层能量达到平衡;之后分别利用观测和修正的湍流通量,建立了能量不闭合和闭合情形下的湍流参数化方案,借助陆面过程模式SHAW,通过数值模拟和对比分析方法考察近地层能量闭合度对陆面过程模式的影响.研究结果表明近地层能量闭合对陆面过程模式有显著的影响:在陆面过程数值模拟中,当应用近地层能量不闭合的湍流通量形成的湍流参数化方案时,陆面过程模式会明显高估地表长波辐射及土壤温度;但当应用修正湍流通量使得近地层能量达到闭合形成的湍流参数化方案后,在不改变任何地表土壤物理生化属性的情况下,陆面过程模式能较好地模拟地表长波辐射和土壤温度.  相似文献   

基于非饱和Biot-Stoll模型的海底沉积物介质声频散特性研究   总被引：5，自引：0，他引：5       下载免费PDF全文

朱祖扬  王东  周建平  王秀明 《地球物理学报》2012,55(1):180-188

利用含气非饱和Biot-Stoll模型研究了声波在海底表层沉积物介质中的传播,讨论了骨架耗散、含气饱和度对快纵波、慢纵波和横波速度和衰减的影响,并与Biot模型的结果进行了对比.研究结果表明:孔隙流体黏滞耗散与骨架耗散共同影响声波传播速度和衰减,低频情况下骨架耗散引起的衰减占主要地位,高频情况下骨架耗散引起的衰减较小;少量气体(<1%)的引入显著改变了快纵波速度,气体含量的变化对快纵波衰减影响很大,低频情况下气体对慢纵波速度的影响不大,而对横波速度的影响较大,气体含量的变化对慢纵波和横波衰减影响较小.利用超声波测量系统测量了一例杭州湾海底沉积物样品的纵波速度和衰减,当含气量趋近0%时,Biot-Stoll模型预测的纵波速度和实验测量结果较为一致.  相似文献   

浅海流体动力学一种含变湍粘性系数的流速分解模型——Ⅰ.流速分解模型     

宋丽娜 《山东海洋学院学报》1986,16(3):15-27

对于像我国渤海、黄海和东海等半封闭的边缘海和陆架海及其附属的海湾和河口等浅水域中，浅海动力学的探讨，不仅对水位预报和流场描述等方面具有实际应用价值，而且也有理论价值。以半日或全日为周期的海洋潮汐运动，基本上控制着日常的水位变化和流场形态，其潮位和潮流分别有1米和1米／秒的量阶。  相似文献   

脉动孔隙水压下三轴加压对煤岩损伤变形的影响     

朱红青  张民波  朱帅虎  顾北方  申翔 《岩土力学》2015,36(8):2137-2143

为研究脉动孔隙水压作用下低透性松软煤岩在不同三轴加压条件下的损伤变形规律,采用RLW-2000M煤岩流变仪进行了不同轴压和围压系列下的试验研究。结果表明：煤岩破坏的应变曲线具有先疏后密再疏的变化规律,且累积应变和残余应变随着围压的增加而减小,而随着轴压的增加而增大;平均单次耗散能随着围压的增加而减小,随着轴压的增加而增加,其关系符合指数函数变化特征;采用累积耗散能计算了煤岩破坏过程中的损伤变化特征,并采用Logistic方程逆函数对其进行了拟合分析,得到了煤岩损伤演化模型,为预测煤岩破坏周期提供了依据。研究结果为具有不同地应力条件下的低透气性松软煤层施工脉动水力压裂提供了一定的理论依据。  相似文献   

塔克拉玛干沙漠腹地湍流能量耗散率和结构函数参数特征     

温雅婷  何宏让  王春明  王丽琼  焦冰 《中国沙漠》2014,34(4):1094-1101

利用塔中气象站垂直探测系统的湍流观测资料,计算并分析了塔克拉玛干沙漠腹地不同稳定层结条件的湍涡特征长度尺度、能量耗散率及湍流结构函数参数特征。结果表明：湍涡特征长度尺度在弱不稳定或近中性条件时最大,随不稳定程度的增强有明显减小的趋势,随着稳定程度的增加有先迅速减小后又缓慢增加的趋势,且热量特征长度尺度比动量特征长度尺度总体要大一个数量级;无因次湍流热量耗散率的拟合函数形式与其他试验一致,但经验系数略有差异;利用Kaimal公式和湍流谱方法间接计算的稳定条件湍流能量耗散率及湍流结构函数参数具有较好的一致性。  相似文献   

地震作用下煤矿开采损伤建筑的能量耗散演化致灾分析     

刘书贤  郭涛  魏晓刚  张弛  麻凤海 《地震研究》2014,37(3)

基于耗散结构理论,从能量理论角度对煤矿开采区建筑物的动力破坏过程进行了系统的定量分析。提出了建筑物能量耗散的理论判据,研究了地震作用下煤矿开采区建筑的损伤演化灾变过程。根据结构动力学理论,建立了煤矿开采区建筑物在地震作用下的能量演化平衡方程,定量分析了地震作用下煤矿开采区建筑物系统中耗散能量的变化过程。结果表明:在开采沉陷和地震联合作用下,建筑物与外界产生更多的有害的能量交换,进而产生更多的塑性损伤变形,结构阻尼耗能降低;根据建筑物能量耗散演化趋势应建立合适的抗开采沉陷变形隔震保护新体系,为我国矿区建筑物保护提供借鉴意义。  相似文献   

一个基于热力学的土体本构模型     

王秋生  王玉杰  张波  李亮 《岩土力学》2010,31(2):350-354

修正剑桥模型假设体积塑性功的一半转化为耗散能,一半转化为由塑性变形约束的自由能,但通常体积耗散能和塑性体积自由能并不相等。基于热力学理论,通过引进间隔应力比来表征体积塑性功和塑性体积自由能的比例关系,构建了一个土的体积硬化模型。由于岩土材料耗散函数与所处的应力状态有关,因此,需要应用非关联流动法则,修正剑桥模型是适合应用相关联流动法则的一个特例,也是所提出模型的一个特例。  相似文献   

有限区域模式中的单调性数位滤波器     

Wang Yuan  Tan Zhemin 《大气科学进展》2002,19(2):337-349

在大多数数值模式中,为了消除小尺度（波长接近两倍网格距）的波动,必须使用数值耗散或滤波技术。然而,很少有人意识到,常规的耗散或滤波方案自身会引入噪声。例如,大部分滤波器在对梯度变化剧烈或存在陡峭坡度的气象场进行滤波时会遇到困难,即在其结果中不可避免地出现无意义的高频数值振荡（上冲和下冲）。特别是当耗散或滤波应用于有限区域模式时,错误的边值效应往往会严重破坏模式解。本分析了常用的耗散或滤波方法的优缺点,提出了一种新型的单调性数位滤波器。它可以防止在物理场出现不连续或接近不连续时由于计算激波和吉布斯振荡引起的上冲和下冲现象,与此同时仍能保持滤波的高选择特性。此外,新滤波器还采用了隐式计算方案,因而能够轻而易举地解决有限区域模式中的边界退化问题。  相似文献   

耗散结构论中的模型方法及其意义     

李德义  刘松涛 《成都信息工程学院学报》1997,(1)

耗散结构理论是系统科学的新兴学科之一。它研究系统演化的一般条件、机制，并把对系统的研究推进到动态阶段。作者探讨了建立耗散结构理论所使用的模型方法，分析了从原型实例到耗散结构概念的提出及其反应模型——布鲁塞尔器（Ｂｒｕｓｓｅｌａｔｏｒ）的建立过程。在此基础上进而分析了模型与原型的相似性，指出了该模型的合理性与科学性。最后提出了运用耗散结构理论的五条原则  相似文献   

耗散结构理论与地理系统论   总被引：4，自引：2，他引：2  

方创琳 《干旱区地理》1989,(3)

本文运用耗散结构理论的基本观点论述了地理系统作为耗散结构系统具有四个重要特性:即地理系统是一个开放系统,非平衡系统,系统内各要素间存在复杂的非线性相互作用的系统,动态涨落系统。其研究的最终目的在于使地理系统执行特定的社会经济功能。  相似文献