不同固有频率比条件下圆柱双自由度涡激振动特性的数值研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

翟云贺  康庄  宋儒鑫  孙丽萍 《海洋工程》2018,36(4):50-59

采用RANS方法,结合SST k-ω湍流模型,对不同顺流向与横顺流向固有频率的比值(即固有频率比,fnx/fny)条件下低质量比圆柱体的双自由度涡激振动进行了二维数值模拟。圆柱体的质量比为2.6,雷诺数范围为2 500~18 750,相应的约化速度范围为2~15,包括了经典试验中出现的整个锁定范围。通过研究发现,固有频率比是影响振动特性的重要参数,随着固有频率比的增加,响应幅值逐渐降低且向更高的约化速度偏移;在低约化速度范围内,固有频率比对顺流向和横流向振动之间的相位差以及升力频率有较大影响,从而得到各种不同偏向的8字形轨迹;最后对不同固有频率比条件下的尾涡模式进行了讨论,给出了对应不同约化速度时的尾涡模式。  相似文献   

The Roles of Barotropic Instability and the Beta Effect in the Eyewall Evolution of Tropical Cyclones     

Jie JIANG  Yuqing WANG 《大气科学进展》2022,39(11):1800-1815

Diabatic heating by convection in the eyewall often produces an annular region of high potential vorticity (PV) around the relatively low PV eye in a strong tropical cyclone (TC). Such a PV ring is barotropically unstable and can encourage the exponential growth of PV waves. In this study, such instability and the subsequent nonlinear evolution of three TC-like vortices having PV rings with different degrees of hollowness on an f-plane are first examined using an unforced, inviscid shallow-water-equation model. Results show that the simulated eyewalls evolve similarly to those in the nondivergent barotropic model. It is also found that the polygonal eyewall structure can be decomposed into vortex Rossby waves (VRWs) of different wavenumbers with different amplitudes, allowing for wave-wave interactions to produce complicated behaviors of mesovortices in the TC eyewall. The same set of PV rings has been examined on a beta-plane. Although the beta effect has been rendered unimportant to the eyewall evolution due to the relatively small scale of the inner-core circulation, this study shows that the beta effect may erode the coherent structure of mesovortices in the eyewall of an initially hollow PV-ring vortex. Mesovortices modeled on the beta-plane with a greater beta parameter tend to experience an earlier breakdown and enhanced radial gradients of the basic-state (azimuthally mean) angular velocity, followed by wave-wave, wave-flow interactions, leading to earlier merger and axisymmetrization processes. This result implies that the beta effect could be one of the forcings that shorten the lifetime of quasi-steady mesovortices in the eyewall of real TCs.  相似文献   

Comparison of two types of persistent heavy rainfall events during sixteen warm seasons in the Sichuan Basin          下载免费PDF全文

Yuanchun Zhang  Jianhua Sun  Luqi Zhu  Huan Tang  Shuanglong Jin  Xiaolin Liu 《大气和海洋科学快报》2021,14(6):48-53

本文筛选出四川盆地西部(盆西型)和盆地东部(盆东型)持续性暴雨个例,深入对比两类持续性暴雨的大气环流特征和直接造成持续性暴雨的西南低涡维持的机理.四川盆地的短波槽和西太平洋副热带高压的配置有利于持续性暴雨的维持,盆东型的降水强度较盆西型个例强,高空急流位置偏南,南亚高压的强度更强,高层辐散更强,对流层中层副热带高压偏东偏南.盆西型的水汽输送主要来自南海,而盆东型的水汽输送主要来自南海和孟加拉湾.合成涡度收支的结果表明散度项是两类持续暴雨中西南涡维持的主要原因,但盆西型中,垂直平流的作用更强.  相似文献   

一次自上向下发展的高原涡的多尺度动力学分析     

容逸能  马继望  李瑶婷  梁湘三 《气象科学进展》2021,(1)

高原涡作为经常给我国带来暴雨等灾害的天气系统,其形成一般认为是通过感热和潜热自下而上激发的,然而,2013年5月下旬发生的一次引发其下游灾害性强降水的高原涡却是由对流层高层天气尺度低涡诱发的。为此,基于新发展的多尺度子空间变换和多尺度能量涡度方法以及ERA5再分析资料对其动力学过程进行了详尽的探讨,先将原始场重构到三个尺度子空间,即背景环流尺度子空间、天气尺度子空间和高频尺度子空间,重构场上首次显示此次过程生成于青藏高原西北侧,其成因为对流层高层基本气流尺度向天气尺度的跨尺度动能正则传输,即正压失稳,并且表现为从高层向下。在发展阶段,其能量最终来源为基本气流向天气尺度的有效位能传输和非绝热加热,然而这些过程只发生于涡旋低层的西侧。进一步分析发现,天气尺度内存在一个能量再分配“路径”:首先,低层西侧获得的有效位能转换为动能,西侧垂直的气压梯度力做功将低层获得动能向高层分配;在高层,水平的气压梯度力做功进而将西侧获得的动能向东侧分配;东侧垂直的气压梯度力做功再将动能向低层分配;至此,低层西侧获得的能量被分配到整个涡旋空间中,使得涡旋能够均匀发展。  相似文献   

单多普勒雷达反演涡旋风场方法分析     

常亚楠  戴建华  黄兴友  郑石 《气象科技》2019,47(5):719-730

由于单雷达在探测台风临近、登陆时仍具有双部或多部雷达难以具备的优势,目前利用单多普勒雷达反演涡旋风场的方法并不多见,本文对能够反演涡旋风场的3种方法NIVAP(自然坐标系的积分VAP方法)、EVAPTC(反演热带气旋的EVAP方法)、GBVTD(地基速度追踪法)进行了比较,分别从每种方法的假设条件和数学方法以及结果精度来比较3种方法对涡旋风场的适用性。利用中尺度气旋Rankine模式模拟了纯涡旋性气旋、只有环境风场时、环境风场和辐合(辐散)同时存在时的径向速度场及风场,比较了各种情况下的反演风场和模拟风场的相似系数。在对模拟风场比较之后,选取了2014年"威马逊"台风登陆前1h、登陆时及登陆后1h的3个实测雷达资料,对比分析了3种方法反演实测资料的风场特征,3种方法中EVAPTC方法最好,GBVTD方法在应用中有一定的限制,NIVAP方法较差。  相似文献   

阻塞形势下内蒙古东南部地区一次冷涡暴雨过程水汽特征分析     

马素艳  伊娜娜  赵斐  张旭 《气象与环境学报》2019,(2):1-8

使用常规观测资料、FY-2G卫星及1°×1°的NCEP再分析资料,对2017年7月6—7日内蒙古东南部地区一次冷涡暴雨天气过程进行分析。结果表明:在稳定的"一槽一脊"型环流背景下,阻塞高压稳定维持,西风槽东移受阻移动缓慢,加深为涡,暴雨发生在冷涡发展加强阶段;低空急流建立,一方面形成偏南水汽输送,为暴雨提供源源不断的水汽,水汽收支主要集中在700 hPa以下,暴雨发生前水汽净收入明显增大,南、北边界水汽贡献率大;另一方面,偏南暖湿气流的输送使不稳定层结建立,能量在暴雨区积聚,偏南低空急流与高空急流耦合,又为暴雨发生提供了动力条件;暴雨发生前后湿度场变化显著,大气可降水量最大达到55—60 kg·m^-2,且暴雨发生前增幅显著,增幅近2倍。暴雨区700 hPa (850 hPa)上比湿不低于7 g·kg^-1(12 g·kg^-1),强降水出现在水汽图上白亮区断裂消失后,高层比湿峰值附近和相当黑体温度<230 K为强降水高发区。  相似文献   

贵州泥堡金矿床构造蚀变体岩相学及地球化学特征     

宋威方  刘建中  苏成鹏 《江苏地质》2018,42(4):607-615

贵州泥堡金矿构造蚀变体(SBT)为产出于茅口组(P_2m)和龙潭组(P_3l)或峨眉山玄武岩(P_3β)之间沉积间断面-不整合界面附近的一套硅质蚀变岩石组合。采用光学显微镜及ICP-MS研究SBT样品岩相学及元素地球化学特征,结果显示,SBT矿石样品中主要矿物有石英、黄铁矿、褐铁矿、萤石、白云石和辉锑矿等,蚀变类型主要为黄铁矿化、白云石化和硅化,微观结构主要为砂状、岩屑-凝灰碎屑结构、交代结构等,构造主要有浸染状、块状、角砾状、条带状和脉状构造。SBT微量元素标准化曲线以Au、As、Sb、Hg、Te的强烈富集,Li、Sc、Cr的亏损和Cd、Ta的富集为特征。稀土元素CI球粒陨石标准化配分模式图表现为轻稀土富集的右倾型,LREE/HREE为6. 98～19. 91,"四分组"效应明显,重稀土分馏不明显,解释为受热液作用强烈; SBT微量元素标准化图及稀土元素配分曲线均表现出与围岩相似,表明继承了原岩的元素组成;δEu为0. 80～1. 84,显示Eu从明显负异常到明显的正异常;δCe为0. 72～1. 25,显示Ce从明显负异常到弱正异常,认为流体来源于深部或至少经历过对富含斜长石源区的水-岩反应,而不是含矿地层的改造热液。  相似文献   

新疆西昆仑汗铁热克一带侏罗纪沉积相与沉积环境分析     

刘海青 《地质与勘探》2018,54(S1):1434-1441

新疆西昆仑汗铁热克一带地处塔里木盆地西南缘,构造上属塔里木盆地与西昆仑造山带的结合部位,侏罗纪地层包括积莎里塔什组、康苏组、扬叶组、塔尔尕组和库孜贡苏组。根据岩性、颜色、粒度分析及沉积相标志等方法,将汗铁热克一带侏罗纪沉积环境与沉积相划分为冲积扇、扇三角洲和湖泊相,其沉积特征为侏罗纪早期快速充填,中期稳定沉降,晚期短暂的沉积间断后充填,并系统分析了研究区在整个侏罗纪沉积环境演化规律。  相似文献   

新疆西南天山地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿方向          下载免费PDF全文

韩庆彬 《山东国土资源》2022,38(12)

新疆西南天山地区隶属于塔里木板块北缘,该区是我国重要的铜、铅、锌、镍等成矿带。为查明区内主要成矿元素地球化学分布和浓集特征、确定找矿靶区,对西南天山一带进行1∶5万水系沉积物地球化学测量。通过采集分析8347件化学样品的17种元素,结合研究区成矿地质条件共圈定出33处异常。并对HS26、HS18综合异常进行了异常查证,新发现了3处铜、铅锌多金属矿化点。圈定了3处找矿远景区,即阿克塔什Pb、Zn、Cu找矿远景找矿远景区、苏约克Ni、Co、Cr找矿远景区和阿依浪苏阿舒别勒Ni、Co、Cr找矿远景区,为该区下一步找矿工作指明了方向。  相似文献   

Record Arctic Ozone Loss in Spring 2020 is Likely Caused by North Pacific Warm Sea Surface Temperature Anomalies     

Yan XIA  Yongyun HU  Jiankai ZHANG  Fei XIE  Wenshou TIAN 《大气科学进展》2021,38(10):1723-1736

Record ozone loss was observed in the Arctic stratosphere in spring 2020. This study aims to determine what caused the extreme Arctic ozone loss. Observations and simulation results are examined in order to show that the extreme Arctic ozone loss was likely caused by record-high sea surface temperatures(SSTs) in the North Pacific. It is found that the record Arctic ozone loss was associated with the extremely cold and persistent stratospheric polar vortex over February–April, and the extremely cold vortex was a result of anomalously weak planetary wave activity. Further analysis reveals that the weak wave activity can be traced to anomalously warm SSTs in the North Pacific. Both observations and simulations show that warm SST anomalies in the North Pacific could have caused the weakening of wavenumber-1 wave activity, colder Arctic vortex, and lower Arctic ozone. These results suggest that for the present-day level of ozone-depleting substances, severe Arctic ozone loss could form again, as long as certain dynamic conditions are satisfied.  相似文献