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数值模拟气泡在粘性液体中上升运动的Euler-Lagrange方法

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复旦学报（自然科学版） 1999年第2期38卷 146-152页

作者：丁志杰张慧生复旦大学力学与工程科学系

在考虑界面张力的条件下，用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法，导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法．势流计算采用Ｌａｇｒａｎｇｅ坐标，粘性修正采用Ｅｕｌ... 详细信息

在考虑界面张力的条件下，用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法，导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法．势流计算采用Ｌａｇｒａｎｇｅ坐标，粘性修正采用Ｅｕｌｅｒ坐标．边界层近似的误差为δ的三次方量阶（即Ｒｅ的负二分之三次方量阶）．数值模拟结果显示，在大气泡（大Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数）情形，粘性的影响很小．随着气泡尺寸的减小，表面张力和粘性的影响都增强，但与表面张力相比。

关键词：气泡数值模拟粘性液体 E-L法上升运动

数值模拟二维气泡在粘性液体中上升运动的边界积分方法

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水动力学研究与进展（A辑） 2000年第1期15卷 38-47页

作者：丁志杰张慧生复旦大学力学与工程科学系上海200433

本文在考虑界面张力的条件下 ,用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法 ,导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法。边界层近似的误差为 O (δ3 ) =O(Re-3 2 )。数值模... 详细信息

本文在考虑界面张力的条件下 ,用边界层方法通过把液体粘性对无粘势流的影响化为修改势流在自由面上边界条件的办法 ,导出了数值模拟二维气泡在粘性液体中上升和变形的边界积分方法。边界层近似的误差为 O (δ3 ) =O(Re-3 2 )。数值模拟结果显示 ,在大气泡 (大Reynolds数 )情形 ,粘性的影响很小。随着气泡尺寸的减小 ,表面张力和粘性的影响都增强 ,但与表面张力相比。

关键词：二维气泡边界积分数值模拟粘性液体上升运动

北太平洋热带辐合带区上升运动的季节和年际变化特征

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2011年第4期41卷 19-27页

作者：隋晓霞王启中国海洋大学海洋气象学系海洋大气相互作用与气候实验室山东青岛266100

本文利用NCEP/NCAR再分析资料研究北太平洋热带辐合带区上升运动(ITCZω)强度和位置的垂直结构及其季节和年际变化。结果表明,气候平均态下西(东)ITCZω在高(低)层最强,低(高)层最弱,其位置随高度不变(偏北)。西ITCZω在8月最强,9月位... 详细信息

本文利用NCEP/NCAR再分析资料研究北太平洋热带辐合带区上升运动(ITCZω)强度和位置的垂直结构及其季节和年际变化。结果表明,气候平均态下西(东)ITCZω在高(低)层最强,低(高)层最弱,其位置随高度不变(偏北)。西ITCZω在8月最强,9月位置最北,2月最弱,位置最南;东ITCZω在8、9月最强,9月最北,2、3月最弱,位置最南,但中、高层的ω在11月也很弱。ITCZω强度最强(弱)的时间一般与位置的快速北跳(快速南撤)的时间相对应,并且有位置变化超前强度变化的表现。通过对ω气候值和异常值的经验正交函数分解,发现气候值EOF第一模态能很好的反映ITCZω的基本气候状态,具有准半年周期,第二模态反映了ITCZω的季节变化特征;异常值EOF第一模态空间场呈现东西反位相的特征,时间序列的功率谱分析最明显的周期为4.8 a。西ITCZω强度在厄尔尼诺年偏弱,拉尼娜年偏强;东ITCZω位置在厄尔尼诺年偏南,拉尼娜年位置则偏北。总体上ENSO事件对东ITCZω位置影响较大,而对西ITCZω强度影响较大。

关键词：北太平洋 ITCZ区上升运动垂直结构 ENSO

青藏高原对流层顶高度与臭氧总量及上升运动的耦合关系

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大气科学学报 2012年第4期35卷 438-447页

作者：杨双艳周顺武张人禾吴萍李慧马振锋南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 四川省气候中心四川成都610071

根据1979—2008年青藏高原地区14个探空站对流层顶气压资料以及同期各标准等压面上的温度资料,分析了不同季节高原上空两类对流层顶高度与高空各层温度之间的关系;在此基础上,结合同期的NCEP/NCAR月平均再分析资料以及NASA提供的TOMS/S... 详细信息

根据1979—2008年青藏高原地区14个探空站对流层顶气压资料以及同期各标准等压面上的温度资料,分析了不同季节高原上空两类对流层顶高度与高空各层温度之间的关系;在此基础上,结合同期的NCEP/NCAR月平均再分析资料以及NASA提供的TOMS/SBUV月平均臭氧总量资料,分别讨论了高原上升运动以及高原臭氧总量与对流层顶高度的耦合关系。结果表明:高原第一(二)对流层顶高度全年处在300～200hPa(100hPa附近)高度,在季节变化、年际变化以及长期变化趋势上,两类对流层顶高度与各自对应高度层上的温度存在着密切的反相变化关系,当对流层顶高度偏高(低)时,相应高度上的温度偏低(高)。上升运动有助于两类对流层顶高度的抬升,尤其是当高空200(100)hPa附近有上升运动时,有利于第一(二)对流层顶高度抬升。各季节高原臭氧总量与第二对流层顶高度均呈显著的负相关关系,当臭氧含量减少(增加)时,该对流层顶高度将偏高(偏低),近年来伴随着高原臭氧总量的减少,高原第二对流层顶高度出现了明显的抬升。

关键词：青藏高原对流层顶高度季节变化上升运动臭氧总量

北太平洋热带辐合带区上升运动的季节和年际变化特征

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北太平洋热带辐合带区上升运动的季节和年际变化特征

作者：隋晓霞中国海洋大学

学位级别：硕士

本文利用美国国家环境预报中心和美国国家大气研究中心(National Center for Environmental Prediction, NCEP;National Center for Atmospheric Research, NCAR)再分析资料研究了北太平洋热带辐合带区上升运动(ITCZω)强度和位置的季节和年际变化特征,El Nino-Southern Oscillation (ENSO)对ITCZω强度和位置的影响,越赤道气流以及澳大利亚高压与ITCZω之间的关系,最后分析了2003和2007年淮河流域洪涝期间东亚夏季风系统中的副热带高压、越赤道气流、澳大利亚高压以及ITCZω的异常气候特征。本文首先提出了确定ITCZω强度和位置的指标。西(东)太平洋140～170°E(140～90°W),0～30°N范围内小于-0.02 hPa/s的ω值与面积乘积之和再除以所选区域的面积作为西(东)ITCZω的强度(东太平洋有陆地的区域只取到150N)。ITCZω位置定义为西(东)北太平洋140～170°E(140～90°W)范围内ω区域平均最小值所在的纬度。利用上述指标计算得出气候平均态下西(东)ITCZω在高(低)层最强,低(高)层最弱,其位置随高度不变(偏北)。在季节变化上西ITCZω在8月最强,9月位置最北,2月最弱,位置最南;东ITCZω在8、9月最强,9月最北,2、3月最弱,位置最南,但中、高层的ω在11月也很弱。ITCZω强度最强(弱)的时间一般与位置的快速北跳(快速南撤)的时间相对应,并且有位置变化超前强度变化的表现。通过对ω气候和异常值的经验正交函数分解,发现气候值EOF第一模态能很好的反映ITCZω的基本气候状态,具有准半年周期,第二模态反映了ITCZω位置的季节变化特征;异常值EOF第一模态空间场呈现东西反位相的特征,时间序列的功率谱分析最明显的周期为4.8年。西ITCZω强度在厄尔尼诺年偏弱,拉尼娜年偏强;东ITCZω位置在厄尔尼诺年偏南,拉尼娜年位置则偏北,西ITCZω位置和东ITCZω强度在1999年后存在明显的年代际转变。ENSO对ITCZω的影响主要反映在对东ITCZω位置和西ITCZω强度的影响,对东ITCZω强度和西ITCZω位置的影响不明显。越赤道气流对西ITCZω的影响主要反映在对西ITCZω强度的影响,对西ITCZω位置的影响不明显,基本上都没过信度检验。总体上来说,925hPa上各支越赤道越气流强度异常与西ITCZω强度异常的相关性都要好于850hPa;西ITCZω强度与澳高强度的相关只在对流层低层过95%的信度检验,而中、高层都没过信度检验,西ITCZω位置与澳高强度的相关都低于信度检验水平。 2003年6月下旬～7月中旬副高脊线位置偏南和相对稳定、副高588线北界位于淮河流域以北、副高西脊点偏西;900E以及以东的越赤道气流偏弱;ITCZ及西ITCZω强度偏弱、位置偏南;南半球中纬度的冷空气活动偏弱,这些因子共同作用导致淮河流域雨带稳定和降水集中。2003年和2007年导致淮河流域大水的异常因子之间也存在差异：2007年副高脊线偏南的程度要大于2003年;2007年副高588线北界第一次越过30°N的日期比2003年偏晚,副高588线北移至甚至超过30°N的次数多于2003年;2007年副高较2003年偏弱,其稳定性也比2003年差;2007年除了90°E、105°E和150°E附近的越赤道气流较多年平均偏弱外,125°E附近的越赤道气流也弱于多年平均;2007年西ITCZω偏弱的程度要大于2003年;2007年南半球冷空气偏弱持续的时间虽然长于2003年,但偏弱的程度却弱于2003年。

关键词： ITCZ区域上升运动 ENSO 越赤道气流澳大利亚高压淮河流域洪涝

环境垂直风切变影响下热带气旋外核区对流尺度上升运动特征

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环境垂直风切变影响下热带气旋外核区对流尺度上升运动特征

作者：方俏娴南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用数值模式研究不同环境垂直风切变(简称风切变)影响下热带气旋外核区对流尺度上升运动(简称上升运动)的特征。结果表明,在不同强度的风切变中,上升运动多产生于顺切变象限,随风切变增强,短生命期的和在顺切变左侧生成的比例增大... 详细信息

本文利用数值模式研究不同环境垂直风切变(简称风切变)影响下热带气旋外核区对流尺度上升运动(简称上升运动)的特征。结果表明,在不同强度的风切变中,上升运动多产生于顺切变象限,随风切变增强,短生命期的和在顺切变左侧生成的比例增大。上升运动的顶高主要位于4-6km,其次为12-14km,表明大部分上升运动发展至对流层中层后停止发展,一部分可发展至对流层高层比如热塔。热塔的最大上升速度所在高度随风切变增大而降低,非热塔的这一高度基本位于3-4km。顺切变左侧上升运动主要径向向里移动,且径向向里移速随风切变增强而增大。对流活动指数(SCP和EHI)与垂直质量输送无明显相关性,说明常用于中纬度对流的对流活动指数不宜用于热带气旋外核区上升运动强度的预测。高层风切变和低层风切变环境中上升运动的多数特征与深层风切变的结果相似,但也存在某些不同。低层风切变中,顶高可达12-14km的上升运动个数较多,高层风切变的较少。低层风切变的最大上升速度和垂直质量输送较大;高层风切变的较小。低层风切变中热塔的最大上升速度所在高度较高,高层风切变的较低。低层风切变的对流活动指数较大,高层风切变的较小。上述特征表明较强的深对流倾向于在低层风切变环境中产生。本文还分析了外核区上升运动强度变化的影响机制。通过分析周围环境特征,发现周围其他上升运动通过两个方面影响上升运动的发展:一是周围其他新生的上升运动发展可增大低层相当位温(),提供有利的对流不稳定条件。二是周围其他上升运动发展成熟,伴随的下沉运动可能使得低层降低,对流不稳定减小。通过分析上升运动的动力过程,发现浮力气压扰动梯度力、热力浮力和水汽拖曳是上升运动强度变化的主要因素。水凝物相变过程的加热(冷却)作用使得热力浮力增大(减小),导致(抑制)向上的加速度;同时水凝物的增多(减少)也意味拖曳作用增大(减小);说明上升运动强度的变化主要是浮力气压扰动梯度力、热力浮力和水汽拖曳不平衡的结果。此外,上升运动的倾斜变化也会影响自身的发展。垂直动量方程的诊断结果表明,水汽拖曳重要影响上升运动的强度变化,这可能是对流活动指数不太适用于预测TC外核区上升运动强度的原因之一。

关键词：热带气旋外核区垂直风切变上升运动

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地幔热柱上升运动的流体动力学模式

中国科学 1979年第7期 689-697页

作者：关德相李荫亭薛恩中国科学院力学研究所中国科学院地质研究所

关于热点下面地幔热柱(Plume)上升运动的研究,对于开发地热资源,了解火山、地震的成因,以及大陆漂移的驱动力等问题,具有十分重要的意义,本文给出了热柱上升运动的较完整的流体动力学描述,算出了热柱的大小,热柱上升运动的最大涅差、最... 详细信息

关于热点下面地幔热柱(Plume)上升运动的研究,对于开发地热资源,了解火山、地震的成因,以及大陆漂移的驱动力等问题,具有十分重要的意义,本文给出了热柱上升运动的较完整的流体动力学描述,算出了热柱的大小,热柱上升运动的最大涅差、最大速度,以及热柱向岩石圈所传送的热量,其结果与现有的地学观测数据相符合。

关键词：方程组热量联立方程热柱上升运动岩石圈构造圈流体动力学变化曲线绝对值地球表面地表

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哈尔滨荒山近期的上升运动

地理科学 1984年第4期4卷 383-388页

作者：叶启晓吴金城魏正一黑龙江省博物馆黑龙江省地质局

哈尔滨东郊的荒山是我国东北区较早开展第四纪研究的地点之一。1956年裴文中在荒山发现梅氏犀(Rhinoceros merkeri)下颌骨化石,遂使荒山成为东北区中更新统标准剖面的所在地。此后,对荒山的研究引起了更广泛的兴趣。但以往的工作多侧重... 详细信息

哈尔滨东郊的荒山是我国东北区较早开展第四纪研究的地点之一。1956年裴文中在荒山发现梅氏犀(Rhinoceros merkeri)下颌骨化石,遂使荒山成为东北区中更新统标准剖面的所在地。此后,对荒山的研究引起了更广泛的兴趣。但以往的工作多侧重地层划分对比、堆积物成因和时代、古生物及考古等方面,对荒山本身的形成和演变问题尚无人论及。本文拟就此提出初浅看法,望指正。

关键词：荒山上升运动冲沟古土壤层侵蚀地貌遗址黑龙江省哈尔滨

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冲浪动力学——冲浪的上升运动

天文学报 1979年第2期 143-152页

作者：曹天君许敖敖唐玉华中国科学院紫金山天文台南京大学天文系

本文基于日面局部不稳定区磁力线再连接而导致等离子体抛射的假定,提出了日面抛射冲浪的上升加速是由卫星黑子上空中性电流薄片附近再连接磁场的Maxwell应力和等离子体气团爆炸型膨胀所引起的冲浪前峰急速扩张所致,从而有效地解释了冲... 详细信息

本文基于日面局部不稳定区磁力线再连接而导致等离子体抛射的假定,提出了日面抛射冲浪的上升加速是由卫星黑子上空中性电流薄片附近再连接磁场的Maxwell应力和等离子体气团爆炸型膨胀所引起的冲浪前峰急速扩张所致,从而有效地解释了冲浪上升加速和上升减速相的主要动力学特征。

关键词：前峰上升运动磁流体等离子体磁场薄片中性电流铁流体胶体电磁场动力学特征理论曲线