18310.實(shí)際下?lián)舯┝鹘仫L(fēng)場(chǎng)混合數(shù)值模擬研究

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文實(shí)際下?lián)舯┝鹘仫L(fēng)場(chǎng)混合數(shù)值模擬研究姓名：李艷申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：瞿偉廉201212基本特征，其與實(shí)測(cè)探空的差異還反映了天氣隨時(shí)間變化的特點(diǎn)。采用中云尺度氣象模式嵌套模擬的方法能克服單獨(dú)采用云模式模擬下?lián)舯┝鲝?qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意時(shí)間和地點(diǎn)發(fā)生的下?lián)舯┝鲝?qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行氣象數(shù)值模擬。本文開(kāi)展了采用提高網(wǎng)格分辨率的云模式模擬實(shí)際下?lián)舯┝魈鞖膺^(guò)程的研究，以便適應(yīng)高分辨率CFD數(shù)值模擬

2、的初始數(shù)據(jù)密度要求。使用網(wǎng)格分辨率為250m250m250m的云模式基于實(shí)測(cè)單探空或ARPS格點(diǎn)探空分別模擬了武漢“727“下?lián)舯┝?、武漢“622”下?lián)舯┝骱蛷V州“721“下?lián)舯┝?。結(jié)果表明，提高云模式分辨率后，模擬的對(duì)流云底增高，對(duì)流過(guò)程加劇，最大上升速度和最大下沉速度增大，最大上升速度、最大下沉速度及最大地面風(fēng)速都提前數(shù)分鐘。250m250m250m分辨率的云模式還能模擬出對(duì)流云在發(fā)展過(guò)程中先后產(chǎn)生多個(gè)下沉單體的精細(xì)流場(chǎng)特征，其中較

3、早產(chǎn)生的下沉單體由于降水粒子較少或下沉起始高度較高等原因未引起地面大風(fēng)，最后產(chǎn)生下?lián)舯┝鞯膹?qiáng)下沉氣流一般都包含多個(gè)下沉中心，表現(xiàn)出多單體下?lián)舯┝鞯奶卣?，且下?lián)舯┝鳟a(chǎn)生的近地面風(fēng)場(chǎng)的渦環(huán)結(jié)構(gòu)更顯著，與實(shí)際的風(fēng)暴過(guò)程更符合。本文采用CFD數(shù)值方法基于250m250m250m分辨率云模式計(jì)算的下沉入口條件和邊界條件，開(kāi)展了實(shí)際下?lián)舯┝鹘孛孑椛L(fēng)場(chǎng)的混合模擬研究。研究表明，混合數(shù)值模擬的實(shí)際下?lián)舯┝鹘孛孑椛L(fēng)場(chǎng)分布極其復(fù)雜，與采用CFD數(shù)值

4、方法基于假定的理想速度入口條件計(jì)算的風(fēng)場(chǎng)差異顯著?；旌夏M計(jì)算的風(fēng)場(chǎng)中不同位置的風(fēng)速時(shí)程和風(fēng)剖面都隨時(shí)間不斷發(fā)生變化，特別是在下沉氣流打到地面的過(guò)程中，風(fēng)剖面的最大速度迅速增大，最大速度所在高度迅速降低，但當(dāng)各點(diǎn)的風(fēng)速迅速增大到極大值后，風(fēng)剖面的形狀及最大速度值發(fā)生的高度都基本不再發(fā)生變化。下沉入口中強(qiáng)、弱下沉氣流出流的角度范圍及距離強(qiáng)下沉中心遠(yuǎn)近等是影響風(fēng)場(chǎng)中不同位置豎向風(fēng)剖面的最大速度值、最大速度所在高度及衰減趨勢(shì)的重要因素?；旌夏?/p>