發(fā)布時間：2024-10-05 04:49

　　臺風(fēng)是一種發(fā)生頻率較高,破壞較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害。我國地處太平洋西岸,是遭受臺風(fēng)影響最為嚴(yán)重的國家之一,超強(qiáng)臺風(fēng)的登陸會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失,給人們的生產(chǎn)生活帶來災(zāi)難。在土木工程領(lǐng)域,為了分析臺風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的致災(zāi)機(jī)理,增強(qiáng)建筑物的防風(fēng)抗災(zāi)能力,需要還原大氣邊界層近地區(qū)域的風(fēng)場。而結(jié)構(gòu)風(fēng)工程中的計算流體力學(xué)方法僅適用于微小尺度風(fēng)場模擬,而模擬臺風(fēng)場時邊界條件難于確定,另一方面臺風(fēng)觀測數(shù)據(jù)的取得往往不易,在此背景下,基于各種觀測數(shù)據(jù)的再分析資料及區(qū)域降尺度常用的中尺度模式為這種還原提供了可能性。為了明確了采用中尺度模式模擬強(qiáng)臺風(fēng)場時的關(guān)鍵因素,本文基于新一代中尺度天氣研究與預(yù)報模式WRF(Weather Research and Forecast)進(jìn)行模擬研究。首先設(shè)置了固定和移動嵌套的對比試驗,驗證了不同嵌套方式的適用特點,以及網(wǎng)格分辨率對風(fēng)速場的影響。其次著重考慮了物理過程中臺風(fēng)與海洋的熱交換以及邊界層方案。測試結(jié)果表明,耦合一維海洋混合層模型可以有效改善臺風(fēng)強(qiáng)度,而不同邊界層參數(shù)化方案對路徑和強(qiáng)度影響差異較大,路徑偏離明顯時,強(qiáng)度也會相應(yīng)地偏離。為了控制模式的計算誤差,本文將四維同化中...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-2水平面上變量的分布和垂直層變量的分布

水平方向使用Arakawa-C網(wǎng)格，水平速度的u分量和v分量垂直于相應(yīng)的網(wǎng)格邊界面，定義在網(wǎng)格邊界的半網(wǎng)格點上，位溫等熱力學(xué)變量定義在網(wǎng)格中心的整網(wǎng)格點上，變量在水平和垂直網(wǎng)格上的空間離散方式如圖2-2所示。圖中，水平格距x和y在模式方程中為常數(shù)，因投....

圖2-3蘭伯特投影（truelatitude1=30°,truelattitude2=60°）

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文柱面，一般適用于低緯度地區(qū)。選擇不同的投影就確定了相應(yīng)的實際距離的扭曲程度，定義放大系數(shù)m為名義上的網(wǎng)格間距和地理上的網(wǎng)格間距之比。WRF的最大穩(wěn)定時間步長是由地理上的網(wǎng)格間距所決定的，計算地理網(wǎng)格間距的公式為：nomgeoxxm（2-....

圖3-2外層粗糙網(wǎng)格向格點分析數(shù)據(jù)逼近示意圖

圖3-2外層粗糙網(wǎng)格向格點分析數(shù)據(jù)逼近示意圖（3）動力初始化模擬初期，模式需要一定的啟動時間（Spinup）適應(yīng)地形，生成云場。在預(yù)報起始時間前6個小時（-6小時-0小時）udging，將比直接冷啟動提供更好的結(jié)果（圖3-3）。這一方法也可以變分技術(shù)聯(lián)合使用，在....

圖3-4指定垂直層以下不逼近的Nudging強(qiáng)度剖面示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文中使用邊界層不逼近（if_no_pbl_nudging_X）和指定垂直層以下不逼近（if_zfac_X及k_zfac_X）兩個....

本文編號：4007553