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Applicability of Temperature Discrete Equation to NMRF Boundary Layer Scheme in GRAPES Model

Journal of Tropical Meteorology 2022年第1期28卷 12-28页

作者： ZHANG Yan-xia CHEN Zi-tong meng wei-guang XU Dao-shen guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology/guangdong Provincial Key Laboratory of Regional Numerical Weather Prediction CMAGuangzhou 510641 China

By deriving the discrete equation of the parameterized equation for the New Medium-Range Forecast(NMRF)boundary layer scheme in the GRAPES model,the adjusted discrete equation for temperature is obviously different from the original equation under the background of hydrostatic equilibrium and adiabatic *** the present research,three discrete equations for temperature in the NMRF boundary layer scheme are applied,namely the original(hereafter NMRF),the adjustment(hereafter NMRF-gocp),and the one in the YSU boundary-layer scheme(hereafter NMRF-TZ).The results show that the deviations of height,temperature,U and V wind in the boundary layer in the NMRF-gocp and NMRF-TZ experiments are smaller than those in the NMRF experiment and the deviations in the NMRF-gocp experiment are the *** deviations of humidity are complex for the different forecasting lead time in the three ***,there are obvious diurnal variations of deviations from these variables,where the diurnal variations of deviations from height and temperature are similar and those from U and V wind are also ***,the diurnal variation of humidity is relatively *** root means square errors of 2m temperature(T2m)and 10m speed(V10m)from the three experiments show that the error of NMRF-gocp is the smallest and that of NMRF is the *** is also a diurnal variation of T2m and V10m,where T2m has double peaks and V10m has only one *** of the discrete equations between NMRF and NMRF-gocp experiments shows that the deviation of temperature is likely to be caused by the calculation of vertical eddy diffusive coefficients of heating,which also leads to the deviations of other elements.

关键词： NMRF boundary layer scheme turbulent equation temperature discrete equation CMA-GD model

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Verification and Assessment of Real-time Forecasts of Two Extreme Heavy Rain Events in Zhengzhou by Operational NWP Models

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Journal of Tropical Meteorology 2021年第4期27卷 406-417页

作者： ZHONG Shui-xin ZHUANG Yan HU Sheng CHEN Zi-tong DING wei-yu FENG Ye-rong DENG Tao LIU Xian-tong ZHANG Yan-xia XU Dao-sheng DAI guang-feng meng wei-guang guangdong Provincial Key Laboratory of Regional Numerical Weather Prediction/guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology China Meteorological AdministrationGuangzhou 510080 China Hubei Meteorological Service Center Wuhan 430205 China

In the present study,the performances of the NWP models on two heavy rainfalls on 20 July and 22 August 2021 over Henan Province were *** impacts of the water vapor transport to the extreme rainfall were further *** results showed that the regional model system in the guangzhou Meteorological Service generally showed high scores on the extreme rainfall over *** maximum 24h accumulative rainfall by the 24h forecasts by the CMA-GD reached 556 mm over Henan *** 24-h and 48-h Threat Score(TS)of heavy rainfall reached 0.56 and *** comparisons of the Fraction Skill Score(FSS)verifications of the heavy rainfall by CMA-GD and CMA-TRAMS at the radium of 40km reached 0.96 and *** water vapor transport to the extreme rainfall showed that the vertically integrated water vapor transport(IVT)of the whole layer before the occurrence of the heavy rainfall exhibited a double-eyes distribution in case 7·*** north eye over Henan reached the same magnitude of IVT as the typhoon eye(Cempaka)over south *** IVT over the lower troposphere(<500 hPa)showed an overwhelming magnitude than the upper level,especially in the planetary boundary layer(<700 hPa).More practical technique needs to be developed to improve its performances on the forecasting of extreme rainfall,as well as more experiments need to be conducted to examine the effects of the specific terrain and physical schemes on the extreme rainfall.

关键词： extreme rainfall CMA-GD IVT double-eyes distribution

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Synoptic Characteristics Related to Warm-Sector Torrential Rainfall Events in South China During the Annually First Rainy Season

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Journal of Tropical Meteorology 2020年第3期26卷 253-260页

作者： WU Ya-li GAO Yu-dong CHEN De-hui meng wei-guang LIN Liang-xun LIN Wen-shi School of Atmospheric Sciences Sun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275 China Key Laboratory of Regional Numerical Weather Prediction/guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology CMAGuangzhou 510641 China guangdong Meteorological Observatory CMAGuangzhou 510080 China

Warm-sector torrential rainfall(WSTR)events that occur in the annually first rainy season in south China are characterized by high rainfall intensity and low radar echo *** understand the synoptic characteristics related to these features,16 WSTR events that occurred in 2013-2017 were examined with another 16 squall line(SL)events occurred during the same period as *** analysis derived from ERA-Interim reanalysis data indicated the importance of the deep layer of warm and moist air for WSTR *** most significant difference between WSTR and SL events lies in their low-level convergence and lifting;for WSTR events,the low-level convergence and lifting is much shallower with comparable or stronger *** trumpet-shaped topography to the north of the WSTR centers is favorable for the development of such shallow convergences in WSTR *** in this study will provide references for future studies to improve the predictability of WSTR.

关键词： warm-sector torrential rainfall vertical cross section low-echo centroid shallow convergence trumpetshaped topography

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光纤Sagnac温度传感器

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光学技术 2005年第6期31卷 925-927页

作者：孟光韡杨远洪北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083

介绍了一种新型的基于光纤Sagnac干涉仪的高精度光纤温度传感器———光纤Sagnac温度传感器。讨论了此传感器的测温原理,推导了被测温度与传感器输出之间的关系,设计并调测了一个具体传感器系统。实验结果表明,此温度传感器具有很高的... 详细信息

介绍了一种新型的基于光纤Sagnac干涉仪的高精度光纤温度传感器———光纤Sagnac温度传感器。讨论了此传感器的测温原理,推导了被测温度与传感器输出之间的关系,设计并调测了一个具体传感器系统。实验结果表明,此温度传感器具有很高的精度和大的测量范围。

关键词：温度传感器 Sagnac 精度范围

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A Review on GRAPES-TMM Operational Model System at guangzhou Regional Meteorological Center

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Journal of Tropical Meteorology 2020年第4期26卷 495-504页

作者： ZHONG Shui-xin CHEN Zi-tong XU Dao-sheng DAI guang-feng meng wei-guang ZHANG Cheng-zhong ZHANG Yan-xia WU Kai-xin FENG Ye-rong CHEN De-hui XUE Ji-shan guangdong Provincial Key Laboratory of Regional Numerical Weather Prediction/guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology China Meteorological AdministrationGuangzhou 510641 China

This review summarizes the general developments of the operational mesoscale model system based on the Global/Regional Assimilation and Prediction System-Tropical Monsoon Model (GRAPES-TMM) at the guangzhou Regional Meteorological Center. GRAPES-TMM consists of the Tropical Regional Atmospheric Model System for the South China Sea (TRAMS, a typhoon model with a horizontal resolution of 9 km), the Mesoscale Atmospheric Regional Model System (MARS, 3km) and the fine-scale Rapid Update Cycling (RUC, 1km) forecasting system. The main advances of model dynamical core and physical processes are summarized, including the development of the 3D reference atmosphere scheme, the coupling scheme between dynamics and model physics, the calculation of nonlinear terms by fractional steps, the gravity wave drag scheme induced by sub-grid orography and a simplified model for landsurface scheme. The progress of model applications is reviewed and evaluated. The results show that the updated 9-3-1forecasting system provides an overall improved performance on the weather forecasting in south China, especially for typhoon-genesis and typhoon-track forecasting as well as short-range weather forecasting. Capabilities and limitations as well as the future development of the forecasting system are also discussed.

关键词： GRAPES-TMM TRAMS physical processes 9-3-1 forecasting system

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区间参数有大变化时的结构特征值分析

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吉林大学学报（工学版） 2009年第1期39卷 98-102页

作者：马梁陈塑寰孟广伟吉林大学机械科学与工程学院长春130022

讨论了一种计算区间参数有大变化时特征值区间的新方法。利用Taylor展开和区间扩展理论,讨论多区间参数结构的特征值区间转换为单个区间参数下特征值区间的问题。Epsilon算法被用来求结构参数有大变化时的特征值,从而得到特征值的上、... 详细信息

讨论了一种计算区间参数有大变化时特征值区间的新方法。利用Taylor展开和区间扩展理论,讨论多区间参数结构的特征值区间转换为单个区间参数下特征值区间的问题。Epsilon算法被用来求结构参数有大变化时的特征值,从而得到特征值的上、下界。最后,用一个数值算例说明该方法的实际应用,结果证明了该方法的高效性和正确性。

关键词：固体力学大区间参数特征值上、下界 Epsilon算法

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界面裂纹的Cell-Based光滑有限元法研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2016年第6期43卷 34-39页

作者：周立明孟广伟李锋吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130025

为提高求解含界面裂纹结构断裂参数的精度,基于界面断裂力学和Cell-Based光滑有限元法,提出了求解双材料界面裂纹断裂参数的Cell-Based光滑有限元法,给出了求解应力强度因子的光滑子域交互积分法,对含中心界面裂纹双材料无限板进行了模... 详细信息

为提高求解含界面裂纹结构断裂参数的精度,基于界面断裂力学和Cell-Based光滑有限元法,提出了求解双材料界面裂纹断裂参数的Cell-Based光滑有限元法,给出了求解应力强度因子的光滑子域交互积分法,对含中心界面裂纹双材料无限板进行了模拟,并与FEM计算结果和解析解进行了对比,讨论了光滑子元数和单元个数与正则应力强度因子的关系及其收敛性.数值算例结果表明该方法具有很好的收敛性和精度,可为研究人员和工程师设计制造多层材料提供必要参考.

关键词：光滑有限元法界面裂纹应力强度因子交互积分

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高Z烧蚀等离子体的运动规律研究

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物理学报 2019年第18期68卷 162-171页

作者：刘仲恒孟广为赵英奎北京应用物理与计算数学研究所

填充低密度低Z物质的黑腔孔隙漏光是一类典型的高Z烧蚀等离子体在烧蚀及压力动态平衡下的运动问题.本文利用简化的一维平面模型模拟了孔隙侧壁烧蚀金等离子体在CH泡沫约束作用下的运动行为,展示了轻重物质界面在物质压和辐射压共同作用... 详细信息

填充低密度低Z物质的黑腔孔隙漏光是一类典型的高Z烧蚀等离子体在烧蚀及压力动态平衡下的运动问题.本文利用简化的一维平面模型模拟了孔隙侧壁烧蚀金等离子体在CH泡沫约束作用下的运动行为,展示了轻重物质界面在物质压和辐射压共同作用下运动的物理图象.提出金等离子体从扩张到折返的过程对应于孔隙从收缩到打开的过程,并给出折返时间和折返距离的解析方程,以及二者的峰值温度三次方与CH密度成正比的规律,同时表明在CH密度的较大变化范围内,金等离子体的烧蚀标度指数不变.利用改造的一维MULTI程序数值模拟的结果验证了解析理论的主要结论.本文给出了可在较宽的温度密度范围内计算高Z等离子体做折返运动的理论公式.

关键词：高Z等离子体烧蚀压约束烧蚀低Z泡沫

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随机载荷作用下的结构疲劳寿命区间分析

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吉林大学学报（工学版） 2022年第1期52卷 46-52页

作者：孟广伟任传鑫李锋魏彤辉吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 中国科学院光电技术研究所成都610041

传统的概率方法分析结构疲劳寿命时,需要大量的样本以确定随变量的概率密度分布,而且概率密度函数较小的误差将会引起结构疲劳寿命较大的误差。针对这种情况,提出了一种随机载荷作用下结构疲劳寿命的区间分析模型。将影响结构疲劳寿命... 详细信息

传统的概率方法分析结构疲劳寿命时,需要大量的样本以确定随变量的概率密度分布,而且概率密度函数较小的误差将会引起结构疲劳寿命较大的误差。针对这种情况,提出了一种随机载荷作用下结构疲劳寿命的区间分析模型。将影响结构疲劳寿命的不确定因素视为区间变量,给出了随机载荷作用下结构疲劳寿命的降维表达式,结合区间数学方法,得到了结构疲劳寿命的上限和下限。数值算例表明,与Taylor方法相比,基于降维算法的结构疲劳寿命区间分析方法具有较高的精度。对于强度极限和疲劳参数而言,一阶降维算法和二阶Taylor方法精度相当;而对于疲劳载荷,当其变化范围较大时,Taylor方法已经不能满足精度要求,而二阶降维算法仍然具有较高的计算精度和稳定性,其计算精度在一定范围内和遗传算法大致相当,但计算效率却远高于遗传算法。

关键词：工程力学疲劳寿命随机载荷区间分析降维算法 Taylor展开法

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混凝土多孔砖砌体墙的开裂性能实用解析研究

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哈尔滨工业大学学报 2010年第10期42卷 1646-1650页

作者：李妍孟广伟尹新生吉林大学机械科学与工程学院长春130022 吉林建筑工程学院寒地绿色建筑技术工程研究中心长春130118

为解决混凝土多孔砖砌体墙的裂缝问题,提出了一种基于竖向灰缝模型的求解其等效断裂韧度(线弹性断裂力学中裂缝发生失稳扩展的临界值)的实用解析方法.首先,运用修正的剪滞理论,分区引入变异层,建立了分层剪滞模型;然后,根据能量法则,推... 详细信息

为解决混凝土多孔砖砌体墙的裂缝问题,提出了一种基于竖向灰缝模型的求解其等效断裂韧度(线弹性断裂力学中裂缝发生失稳扩展的临界值)的实用解析方法.首先,运用修正的剪滞理论,分区引入变异层,建立了分层剪滞模型;然后,根据能量法则,推导出了求解其等效断裂韧度的解析计算模式.通过与3组11个试件的试验结果对比发现,该解析解的均方差和变异系数更小,且其等效断裂韧度是与试件尺寸无关的等效断裂参数,这为研究混凝土多孔砖砌体墙的开裂与破坏的预测预报提供了新的方法,在工程上具有较强的适用性.

关键词：混凝土多孔砖砌体墙线弹性断裂力学等效断裂韧度剪滞理论

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