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1.
The semi-Lagrangian procedure is widely used for updating the fully-nonlinear free surface in the time domain. However, this procedure is only available to cases when the body surface is vertical near the waterline. Present study introduces an improved semi-Lagrangian procedure which removes this ‘vertical-wall’ limitation. Coupling with the boundary element method, the improved semi-Lagrangian procedure is applied to the simulation of fully-nonlinear sloshing waves in non-wall-sided tanks. From the result comparison with the open source CFD software OpenFOAM, it is confirmed that this numerical scheme could guarantee a sufficient accuracy. Further series studies on 2D and 3D fully-nonlinear sloshing waves in wedged tanks are performed. Featured phenomena are observed which are distinct from those in wall-sided tanks. 相似文献
2.
两步保形平流方案在高分辨率球面经纬网格下的跳点差分试验 总被引：1，自引：0，他引：1
尝试用一个基于有限差分的两步保形平流方案（TSPAS）替代美国国家大气研究中心第5版公用大气模式（NCAR-CAM5）欧拉-谱动力框架中的半拉格朗日传输（SLT）平流方案,并针对不同分辨率版本,计算水汽等物质的传输过程。通过设计保证守恒性的跳点差分法,解决了基于经纬网格的模式在高分辨率下由于极区纬向格距过小而造成的差分方案积分时间步长过短的问题,使得TSPAS在高分辨率下仍然可以使用较大的时间步长。理想试验表明：（1）跳点TSPAS在守恒性、数值精度（量级上）、保形性等方面均较好地保持了原TSPAS的特点,而积分步长可增大到与CAM5-SLT相同,比原TSPAS提高超过一个数量级;（2）较半拉格朗日传输方案,尽管TSPAS的耗散更大,但是在相同时间步长下更省时,且改进了半拉格朗日传输求解平流方程造成的不守恒问题。CAM5的比较试验表明：（1）采用跳点TSPAS的模式结果与非跳点计算结果相当,在高纬度跳点区域也并未出现模拟异常;（2）在高分辨率下,采用跳点TSPAS方案的CAM5模拟结果与原模式结果相近,并初步显示对东亚青藏高原南侧的虚假降水有所抑制。该工作确保了基于欧拉通量差分型的TSPAS在高分辨率模式下的大时间步长稳定积分,为解决有限差分方法在高分辨率模式发展中的相关计算问题提供了启示,为后续针对东亚地区的模式性能改进奠定了基础。 相似文献
3.
雷达回波外推预报的误差分析 总被引：4，自引：0，他引：4
基于天气雷达资料的外推预报是灾害天气临近预报的基础,选取4次强降水过程分析了外推预报的误差.主要分析方法包括3个步骤:(1)采用多尺度回波跟踪方法确定雷达回波的运动场;(2)采用半拉格朗日平流方案对雷达回波进行外推;(3)预报结果和观测结果进行对比.利用去相关时间方法分析了雷达回波的可预报性,利用预报技巧评分和相对绝对误差对外推预报的误差进行了定量分析.此外,还分析了外推预报的误差与尺度之间的关系,以及外推预报中的不确定因素 回波强度变化和回波运动场变化在预报误差中的相对重要性.这4次强降水过程的误差分析表明,预报误差随预报时效的变化基本上是以指数规律递减的,大尺度的降水系统对应较长的持续性,对于发展演变较快、尺度较小的风暴,其持续性较短. 相似文献
4.
廖洞贤 《成都信息工程学院学报》1989,(2)
本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述,介绍我国在这方面的工作。还就此法和Euler法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。 相似文献
5.
1.IntroductionWeatherforecastingmodelisasetofpartialdifferentialequations(PDE).Itshouldsatisfycertaininitial--boundaryconditions.Clearly,oneofthemostimportantimprovementsinweatherforecastingmodelistooptimizeitsinitialandboundaryconditions.Forthesimplicityofdiscussion,wemightregardthespatialboundaryconditionasakindofinitialconditioninspatialdimension.Aneffectivedataassimilationprocedureisrequiredinordertoutilizewidelycollectivedatafortheweatherforecastingmodelandfindanoptimalinitialcondition.… 相似文献
6.
7.
廖洞贤 《成都信息工程学院学报》1989,(3)
本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述。介绍我国在这方面的工作。还就此法和Eluer法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。 相似文献
8.
ＭｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒｕｍＭｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆＶａｐｏｒＥｑｕａｔｉｏｎ①ＪｉＺｈｏｎｇｚｈｅｎ（季仲贞）ａｎｄＷａｎｇＢｉｎ（王斌）ＬＡＳＧ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡ... 相似文献
9.
A new non-interpolating semi-Lagrangian scheme has been proposed, which can eliminate any interpolation, and consequently numerical smoothing of forecast fields. Here the new scheme is applied to KdV equation and its performance is assessed by comparing the numerical results with those produced by Ritchie’s scheme (1986). The comparison shows that the non-interpolating semi-Lagrangian scheme appears to have efficiency advantages. 相似文献
10.
半隐式半拉格朗日动力框架的动能谱分析 总被引：10，自引：2，他引：8
大量的观测事实表明自由大气动能谱与波数之间满足如下关系:在大尺度区域满足E∝k-3关系,过渡到中尺度区域表现为E∝k-5/3关系.数值模式动能谱是测量模式动力框架的耗散的直接度量,而耗散对模式的性能有着重要影响,因此动能谱是研究和评估模式动力框架的非常规的有效方法.文中使用基于半隐式半拉格朗日动力框架的全球/区域一体化模式GRAPES进行数值模拟试验,然后计算GRAPES模式的动能谱并与实际观测得到的大气动能谱比较,得到GRAPES模式能够很好地复制出实际大气动能谱的分布特征,包括从大尺度区域的E∝k-3关系向中尺度的E∝k-5/3关系的过渡特征.并且发现GRAPES模式存在最大有效时间步长,当时间步长小于最大有效时间步长时,模式动能谱随时间步长增大而逐渐衰减;当时间步长大于最大有效时间步长时,模式动能谱随时间步长增大而虚假增长.同时通过与实际大气动能谱比较,发现模式动能谱在5Δx波长附近开始明显衰减,因此将5Δx波长定义为GRAPES模式的最高有效分辨尺度;当空间分辨率提高与时间步长等相协调时,中小尺度模式动能谱向中小尺度延伸而更接近实际大气动能谱;当空间分辨率提高与时间步长等不相协调时,中小尺度模式动能谱存在较大误差,相应的大尺度模式动能谱亦存在较大误差.此外,时间步长对模式spin up过程有着重要的影响,较小时间步长时,spin up过程能够很好发展出合理的动能谱结构,在物理空间上表现为模式能够在spin up时间内生成和发展出合理的中小尺度系统;而较大时间步长时,spin up过程很难发展出合理的动能谱结构,在物理空间上表现为模式未能在spin up时间内生成和发展出合理的中小尺度系统.最后,GRAPES模式动能谱与WRF模式动能谱具有一致性,GRAPES全球中期模式能够完美地模拟出大尺度的E∝k-3动能谱特征.综上所述,本文通过研究GRAPES模式动力框架的动能谱得到了一些有意义的结果,为进一步研究、完善、优化和应用模式提供了科学的指导,可见动能谱是评估模式动力框架的有效方法. 相似文献