弯-剪-扭复合受力CFRP布加固RC梁抗扭性能细观数值分析 被引量：1

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作者 李冬 贺益帅 +2 位作者 张江兴 金浏 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期958-973,共16页

为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用... 为了研究弯-剪-扭复合受力条件下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁的抗扭性能,建立体现混凝土材料非均质性、钢筋-混凝土黏结滑移关系和CFRP布-混凝土相互作用关系的细观数值分析模型。由于缺乏CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下失效破坏的典型物理试验,采用复合对比验证法对数值模型的合理性进行验证,即分别与单独受剪、单独受扭以及受弯-扭复合作用下RC梁和CFRP布加固RC梁的试验结果进行对比验证。进而,基于建立的细观数值分析模型探究了配纤率和扭弯比对CFRP布加固RC梁在弯-剪-扭复合受力作用下抗扭力学性能的影响。结果表明:1)采用CFRP布加固能够显著提高RC梁的峰值扭矩;2)随配纤率增加,RC梁损伤分布范围逐渐变大,CFRP布应变逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,但其增大幅度减小;3)随扭弯比增加,RC梁裂缝分布愈加集中,裂缝与水平方向夹角逐渐减小,梁整体峰值扭矩增大,CFRP布应变减小。建立的考虑弯-剪-扭复合受力作用的数值模拟方法可为后续研究复杂应力状态下CFRP布加固RC梁尺寸效应行为等奠定基础。 展开更多

关键词 CFRP布加固RC梁 剪切 纯扭 弯扭 弯-剪-扭 细观数值模拟方法

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基于摩擦脱黏法三维细观混凝土受压模型

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作者 刘利宝 李效民 +3 位作者 程昱 李艺烁 刘茜茜 白峰涛 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1129-1138,共10页

为了解决传统三维细观混凝土数值模型难度大、效率低,阻碍了其应用等问题,采用一种三维模型中摩擦脱黏失效方法,避免了传统建立实体过渡层或编写程序进行黏结单元插设的复杂性。采用简便高效的方法替代建立实体过渡层,其用时仅为同条件... 为了解决传统三维细观混凝土数值模型难度大、效率低,阻碍了其应用等问题,采用一种三维模型中摩擦脱黏失效方法,避免了传统建立实体过渡层或编写程序进行黏结单元插设的复杂性。采用简便高效的方法替代建立实体过渡层,其用时仅为同条件下建立实体过渡层的1/6左右,且在保证其结果准确性的基础上,大大提升了计算效率。其适用于建立碎石、珊瑚等骨料的三维细观混凝土模型,可用于模拟单轴受压、单轴受拉、单轴劈裂等多种应力条件。通过此数值模型计算分析得出:骨料的弹性模量和体积占比影响混凝土整体的弹性模量和峰值强度;骨料的弹性模量、体积占比均与混凝土整体弹性模量成正比,与混凝土的整体强度成反比;骨料的弹性模量与体积占比相比,体积占比对混凝土整体强度的影响相对更大,这些因素将帮助配置性能更优的混凝土时提供参考。 展开更多

关键词 随机骨料模型 摩擦脱黏 细观混凝土 数值模拟 单轴受压

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建筑气密膜无纺布增强层透湿性能的细观建模仿真

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作者 匡宁 金子程 +4 位作者 周光明 朱立平 钱征华 冯京 杨成 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第7期75-82,共8页

为研究建筑用气密膜增强层材料(涤纶纤维无纺布材料)的细观尺度透湿性能,通过虚拟生成技术,构建了以体素网格为基本单元的细观尺度纤维集合体结构模型,基于计算流体力学(CFD)仿真方法系统研究了孔隙率(φ)、纤维直径(d_(f))以及纤维空... 为研究建筑用气密膜增强层材料(涤纶纤维无纺布材料)的细观尺度透湿性能,通过虚拟生成技术,构建了以体素网格为基本单元的细观尺度纤维集合体结构模型,基于计算流体力学(CFD)仿真方法系统研究了孔隙率(φ)、纤维直径(d_(f))以及纤维空间分布规律对材料透湿性能的影响机制,定量分析了材料细观结构参数与透湿性能之间的构效关系。研究结果表明,随着增强层材料φ的增大,等体积空间内的纤维数目有所减少,固相材料对水蒸气浓度分布的影响被削弱,材料的φ与有效扩散系数(D_(eff))呈线性正相关。d_(f)的变化对透湿性能的影响呈现非线性特征:当材料的d_(f)较小时,单位体积内的纤维数量较多,水蒸气的扩散通路受到显著堵塞,随着d_(f)的增大,固相材料对水蒸气的阻塞效果逐渐减弱,D_(eff)随之增大,当df超过20μm后,D_(eff)趋于稳定,不再随d_(f)变化。此外,纤维空间分布的各向异性特征对透湿性能具有显著影响,当纤维主要沿材料平面方向分布时,水蒸气输运方向更接近于垂直纤维法向,导致扩散阻力增大,D_(eff)减小。本研究为气密膜增强层材料的结构设计和性能优化提供了理论依据和数据支持,有助于提高建筑节能效果。 展开更多

关键词 气密膜 增强层 纤维材料 细观尺度 透湿性能 数值仿真

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冬季青岛-石岛近海中尺度涡旋数值模拟 被引量：4

4

作者 徐丹亚 赵保仁 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期64-67,共4页

利用二维全流水动力方程组 ,在考虑了海面风应力、潮余流和开边界入流等条件下 ,首次模拟出了石岛附近的中尺度反气旋式涡旋海水运动 ,并对南黄海西部冬季环流的特征作了初步探讨。数值模拟结果和实测吻合良好 ,数值模拟表明 :冬季南黄... 利用二维全流水动力方程组 ,在考虑了海面风应力、潮余流和开边界入流等条件下 ,首次模拟出了石岛附近的中尺度反气旋式涡旋海水运动 ,并对南黄海西部冬季环流的特征作了初步探讨。数值模拟结果和实测吻合良好 ,数值模拟表明 :冬季南黄海西部环流形式主要决定因子是海面风应力、潮余流及从开边界的流入 (出 )该海域的黄海暖流及黄海沿岸流。黄海暖流在偏北风作用下沿西北方向可直达山东半岛近岸 ,后分为两支 :一支向南汇入黄海沿岸流流出 ,另一支北上并与黄海沿岸流相配合 ,在石岛附近形成一个中尺度反气旋式涡旋。 展开更多

关键词 中尺度涡旋 数值模拟 黄海暖流 黄海 沿岸流

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随机凹凸骨料混凝土模型受压数值模拟

5

作者 刘茜茜 李效民 +1 位作者 刘利宝 白峰涛 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期137-144,共8页

为解决凸多面体骨料模型不能有效模拟实际骨料中存在的凹多面体这一问题,本文提供了一种简洁高效的随机凹多面体生成方法:首先,采用黏结-失效代替传统三相模型中的界面过渡区(Interface transition zone,ITZ),建立了三维随机凹凸骨料混... 为解决凸多面体骨料模型不能有效模拟实际骨料中存在的凹多面体这一问题,本文提供了一种简洁高效的随机凹多面体生成方法:首先,采用黏结-失效代替传统三相模型中的界面过渡区(Interface transition zone,ITZ),建立了三维随机凹凸骨料混凝土细观模型;其次,通过对随机凸骨料和随机凹凸骨料混凝土模型进行单轴受压模拟发现,分析得到凹多面体骨料凹角处存在“遮蔽效应”,这一效应提升了试件的抗压强度,但骨料凸角处承担更大应力,导致开裂时破坏更严重;然后,基于随机凹凸骨料模型进行带有初始缺陷的混凝土试件的受压模拟,结果表明,混凝土内部初始缺陷越多,强度越低;最后,对黏结强度按照骨料粒径进行分级设置的模型进行受压模拟,结果表明,将不同粒径骨料的黏结强度设置为相同值是可以接受的做法。本文提出的随机凹凸骨料混凝土建模方法为混凝土细观力学的研究提供一种较为高效的方式,并为更深入地理解混凝土材料力学性能和破坏机制提供了新的视角。 展开更多

关键词 随机凹凸骨料 细观混凝土 遮蔽效应 数值模拟 单轴压缩

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CNTs-纤维增强树脂基复合材料纳米-介观尺度数值模拟研究进展 被引量：2

6

作者 廖向娜 贺雍律 +4 位作者 张鉴炜 鞠苏 江大志 刘佳音 刘钧 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1-11,共11页

CNTs的高刚度、高强度使得其成为复合材料领域极有前景的纳米增强体之一。然而,单纯依靠实验获得CNTs对复合材料力学性能影响规律的方法是不可行的,需要辅之以合适有效的数值模拟方法去解理和分析CNTs各个因素对于复合材料力学性能的影... CNTs的高刚度、高强度使得其成为复合材料领域极有前景的纳米增强体之一。然而,单纯依靠实验获得CNTs对复合材料力学性能影响规律的方法是不可行的,需要辅之以合适有效的数值模拟方法去解理和分析CNTs各个因素对于复合材料力学性能的影响机制和规律。本文首先依据实验中真实存在的CNTs形态确定了模型为纳米-介观尺度模型,然后基于建模方式和研究对象的差异综述了三种常见的纳米-介观尺度模型数值模拟方法,最后根据目前的数值模拟结果,从CNTs本征性能,CNTs的含量和分布两大方面综述了CNTs对复合材料力学性能的影响机制,为数值模拟研究提供了可靠支撑,同时也为实验性研究提供了有力的理论依据。此外,由于数值模拟方法和CNTs变量的多样性,CNTs-纤维增强树脂基复合材料的数值模拟仍存在着巨大的研究潜力。 展开更多

关键词 CNTS 纳米复合材料 纳米-介观尺度 数值模拟方法

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利用DQCT实现2018年8月超历史极值暴雨的高质量模拟

7

作者 李博 李帅康 +3 位作者 陈超 钟水新 华灯鑫 徐波 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期31-39,共9页

构建较全面的双级质量控制技术(DQCT).利用中尺度天气预报模式(WRF)对2018年8月下旬华南地区一次超历史极值的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,并用DQCT评判暴雨的模拟效果.结果表明,在暴雨形势背景场中用WRF成功模拟大尺度季风风场、西... 构建较全面的双级质量控制技术(DQCT).利用中尺度天气预报模式(WRF)对2018年8月下旬华南地区一次超历史极值的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,并用DQCT评判暴雨的模拟效果.结果表明,在暴雨形势背景场中用WRF成功模拟大尺度季风风场、西南暖湿气流与低压交汇过程,并准确复制了造成高潭镇极端降雨的中尺度对流系统.总降雨量中的中γ尺度极值暴雨中心模拟得较为准确.该模式在24 h降雨量模拟中成功复制了暴雨中心的演变过程;在6 h降雨量模拟中较好地再现了中γ尺度雨带的演变过程.在暴雨重灾区高潭镇1 h降雨量演变过程的模拟中,总体降雨趋势与实况吻合较好.定性分析结果同步得到定量指标的验证. 展开更多

关键词 超历史极值暴雨 中γ尺度雨带 数值模拟 双级质量控制技术

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CFRP布加固RC柱细观力学分析模型及抗扭分析

8

作者 金浏 籍一丁 +2 位作者 李冬 雷宇霜 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1339-1349,共11页

为了探究配纤率、截面形状、截面尺寸、轴压比对碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱抗扭性能的影响,采用了可以同时考虑混凝土材料非均质性、钢筋与混凝土间黏结-滑移... 为了探究配纤率、截面形状、截面尺寸、轴压比对碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱抗扭性能的影响,采用了可以同时考虑混凝土材料非均质性、钢筋与混凝土间黏结-滑移关系、CFRP布与混凝土间界面关系的细观力学分析方法。首先,建立了用于CFRP布加固RC柱抗扭性能分析的三维数值模型;进而,将基于该模型的数值模拟结果与试验结果对比,验证了模型中加载方式、外贴CFRP布方法的合理性及材料参数的准确性;最后,基于建立的细观力学分析模型,探讨了配纤率、截面形状、截面尺寸、轴压比对扭转作用下CFRP布加固RC柱破坏模式和力学性能的影响机制。分析结果表明:CFRP布加固RC柱抗扭承载力随配纤率增大而提高,但提高幅度随配纤率增大而降低;受到围压分布的影响,圆形截面的有效约束面积大于方形截面,使得CFRP布对圆柱的约束效果好于方柱;CFRP布加固RC柱的名义扭转强度存在尺寸效应;轴压比的增大使其抗扭承载力先增大后减小,在轴压比为0.4时达到最大值。进一步,采用叠加规范公式方法提出了FRP布加固RC构件抗扭承载力计算公式,与数值模拟结果对比发现,该公式可给出安全储备冗余度30.2%的设计值,可初步用于CFRP布加固RC柱抗扭承载力的安全设计。 展开更多

关键词 RC柱 CFRP布 细观模型 数值模拟方法 抗扭分析 承载力计算

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复杂地形边界层结构的数值模拟 被引量：29

9

作者 余兴 王晓玲 +2 位作者 戴进 杨文峰 李兆元 《高原气象》 CSCD 北大核心 1997年第4期389-401,共13页

首先发展了一个三维非静力中－β尺度动力学模式，以模拟地形的动力、热力作用对边界层结构的影响。模式放弃了静力近似假设，垂直方向采用地形跟随坐标，用较细的网格以提高空间分辨率和精度。在参数化过程中，太阳辐射吸收考虑了地形... 首先发展了一个三维非静力中－β尺度动力学模式，以模拟地形的动力、热力作用对边界层结构的影响。模式放弃了静力近似假设，垂直方向采用地形跟随坐标，用较细的网格以提高空间分辨率和精度。在参数化过程中，太阳辐射吸收考虑了地形的坡向作用，地表潜热和水汽通量考虑了植被作用，闭合方案采用Ｅ－ε能量闭合。然后利用该模式对陕西省关中地区作了实例模拟和数值试验。结果表明：起伏地形对垂直流场及低层风场影响较大。迎风坡空气抬升，背风坡空气下沉。层结稳定时易形成背风波，层结不稳定时，在地形抬升、水平温度梯度（地表形状不同）和背风坡的共同作用下，地形边界区易形成局地环流。除迎风坡空气抬升和背风坡引起上升运动外，还有地形加热引起的上升运动，这些对水汽。 展开更多

关键词 非静力模式 复杂地形 数值模拟 边界层结构

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长江中游一次β中尺度低涡的数值模拟 被引量：41

10

作者 王智 翟国庆 高坤 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期66-77,共12页

利用PSU/NCAR的中尺度数值模式MM5,对1999年6月29日的一次东移低涡过程进行了数值模拟,结果表明:在东移的a中尺度低涡的东南部边界层激发出一个β中尺度的涡旋,该β中尺度涡旋与一强暴雨区相伴移动,稠密的实况降水资料证实了这一暴雨雨... 利用PSU/NCAR的中尺度数值模式MM5,对1999年6月29日的一次东移低涡过程进行了数值模拟,结果表明:在东移的a中尺度低涡的东南部边界层激发出一个β中尺度的涡旋,该β中尺度涡旋与一强暴雨区相伴移动,稠密的实况降水资料证实了这一暴雨雨团的存在和移动过程。模拟分析揭示β中尺度涡旋出现在停滞的α中尺度低涡南侧偏西气流与暖区偏南气流相遇处及中尺度山脉的背风坡;在中尺度山脉背风坡的地面和近地面层分别有中尺度低压和增强的东南气流存在,由此产生或加强了近地面的强涡度和强辐合,有利于对流系统的发生发展。 展开更多

关键词 Β中尺度低涡 数值模拟 数值模拟 强对流天气 梅雨锋暴雨

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云南一次切变线上中尺度低涡扰动的结构分析 被引量：6

11

作者 何华 肖子牛 +2 位作者 姚秀萍 海云莎 施建国 《气象》 CSCD 北大核心 2005年第8期8-13,共6页

利用η中尺度数值模式模拟的时空高分辨输出、常规资料、GMS红外云图及TBB资料,对2002年6月25日切变线上中α尺度低涡扰动的结构、形成过程及冷空气来源进行研究,结果表明,低涡环流的尺度属于中α尺度,持续时间7小时左右,低涡成熟阶段,7... 利用η中尺度数值模式模拟的时空高分辨输出、常规资料、GMS红外云图及TBB资料,对2002年6月25日切变线上中α尺度低涡扰动的结构、形成过程及冷空气来源进行研究,结果表明,低涡环流的尺度属于中α尺度,持续时间7小时左右,低涡成熟阶段,700hPa正涡度中心与低涡环流中心相重合,低空急流及强辐合中心位于低涡的东南象限;低涡环流由三股气流构成;低涡区上空存在超强散度柱、倾斜涡柱、深厚的上升运动区及特强垂直上升运动,超强散度柱与特强垂直上升运动互耦,强辐合、辐散中心发生在南、北风辐合、辐散且有强的v分量垂直梯度处,低层正涡度中心的上方,存在一负涡度中心;最大的水汽辐合位于700hPa及550hPa;低涡区冷空气来自500hPa的滇缅高压;大暴雨中心位于低涡中心的东侧。 展开更多

关键词 强降水 低涡扰动 数值模拟 结构特征 结构分析 中尺度 切变线 低涡 扰动 GMS红外云图

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压缩荷载作用下混凝土中氯离子扩散行为细观模拟 被引量：18

12

作者 杜修力 金浏 张仁波 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期65-71,共7页

将外荷载作用的影响等效为外荷载引起的混凝土孔隙率的改变,来研究其对混凝土中氯离子扩散特性的影响,提出了压缩荷载作用下非均质混凝土氯离子扩散行为的细观模型.首先对混凝土在压缩荷载作用下的力学行为进行模拟分析;然后,将荷载作... 将外荷载作用的影响等效为外荷载引起的混凝土孔隙率的改变,来研究其对混凝土中氯离子扩散特性的影响,提出了压缩荷载作用下非均质混凝土氯离子扩散行为的细观模型.首先对混凝土在压缩荷载作用下的力学行为进行模拟分析;然后,将荷载作用后的"结果输出"作为氯离子扩散模拟的"初始输入"条件,以单轴压缩荷载为例,将混凝土看作由骨料、水泥浆体基质及界面过渡区组成的三相复合材料,建立了混凝土在力学与物理耦合作用下的细观模型,研究了压缩荷载对混凝土中氯离子扩散特性的影响,得到了氯离子有效扩散系数与压缩应力水平之间的关系式,揭示了压缩应力水平的影响规律. 展开更多

关键词 混凝土 压缩荷载 氯离子扩散 细观方法 数值模拟

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一次暴雨过程的数值模拟分析 被引量：14

13

作者 廖移山 李俊 +2 位作者 闵爱荣 王晓芳 崔春光 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第3期558-566,共9页

2005年7月9～10日湖北西部-河南南部出现了一次强降水过程。从天气形势的发展变化，推断出天气系统演变过程的两种可能方式，然后用中尺度数值模式AREM对这次强降水过程进行了数值模拟，在模拟结果的基础上分析了暴雨发展的中尺度过程... 2005年7月9～10日湖北西部-河南南部出现了一次强降水过程。从天气形势的发展变化，推断出天气系统演变过程的两种可能方式，然后用中尺度数值模式AREM对这次强降水过程进行了数值模拟，在模拟结果的基础上分析了暴雨发展的中尺度过程和特征。这次过程是由辐合线加强和气旋发展两个阶段组成的，在辐合线加强过程中，随着辐合线北侧下空气的南侵以及暖湿空气南南至北倾斜向上发展．上升运动发展到对流层高层后向南北两侧辐散，并在对流层中层构成一对经阳偶极子环流圈，它们的下沉支补偿融入上升运动区中，加强和维持了低层的辐合；而在气旋发展过程中，切变线南侧的湿空气明显向北发展，并在切变线上跨越湿度锋区新生发展出一个β中尺度气旋，气旋南半部的湿空气具有强辐合性并伴有强上升运动发展，紧邻其南侧是湿补偿下沉气流，而上升运动北侧的干下沉气流一直向下伸展到边界层顶附近，受低层湿空气向北发展穿越湿度锋区的作用没有向南融入上升运动区中，文中最后给出了辐合线加强和气旋发展的三维空间结构示意图。 展开更多

关键词 暴雨过程 数值模拟 β中尺度气旋 辐合线 湿空气发展

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河南一次强降水过程云和降水结构的中尺度数值模拟 被引量：9

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作者 雷蕾 朱伟军 +1 位作者 毕宝贵 周毓荃 《气象》 CSCD 北大核心 2007年第4期15-22,I0001,共9页

用中尺度数值模式(MM5v3.7)模拟了2005年6月25—26日河南一次强降水天气过程。模式计算的整层积分所有水凝物总含水量、模拟的雷达回波特征、24小时雨量分布、强降水阶段雨量时变特征与实况对比均具有比较好的模拟能力,在此基础上利用... 用中尺度数值模式(MM5v3.7)模拟了2005年6月25—26日河南一次强降水天气过程。模式计算的整层积分所有水凝物总含水量、模拟的雷达回波特征、24小时雨量分布、强降水阶段雨量时变特征与实况对比均具有比较好的模拟能力,在此基础上利用模式输出的资料分析了强降水形成的湿热力动力条件、降水区不同位置不稳定指数以及强降水区各种水凝物随时间的变化,并用Reisner霰方案计算出的雪、霰、冰晶、雨水、云水比含量资料,对比分析了降水初生和显著增强两个阶段云中的微物理结构特征的差异。 展开更多

关键词 云 降水 中尺度数值模拟 MM5 不稳定指数

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低纬高原地区一次罕见大暴雨的中尺度数值模拟 被引量：19

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作者 许美玲 段旭 +1 位作者 张腾飞 杨明珠 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第2期268-276,共9页

利用MM5V3中尺度数值模式，对2003年6月16日20：00～17日08：00云南楚雄等地大暴雨的中-β尺度系统的发生、发展进行了数值模拟。模拟结果表明：强降水中心与实况基本吻合，但模拟降水量比实况偏弱；中-β尺度系统发展的初期低层质量辐... 利用MM5V3中尺度数值模式，对2003年6月16日20：00～17日08：00云南楚雄等地大暴雨的中-β尺度系统的发生、发展进行了数值模拟。模拟结果表明：强降水中心与实况基本吻合，但模拟降水量比实况偏弱；中-β尺度系统发展的初期低层质量辐合先于高层辐散增强，而减弱阶段也是低层辐合减弱先于高层辐散减弱，也就是说低层散度场的变化引起高层的变化；中-β尺度系统的发展、增强、减弱过程，主要靠低层的正涡度制造；低纬度地区水汽分布差异较高纬度地区小，水汽的辐合主要取决于风场辐合，而平流输送则决定暴雨的持续时间；高原地形对空气的上升运动和水汽辐合有一定影响，特别是在背风坡，上升运动均有所减弱，水汽呈弱的辐散。 展开更多

关键词 中-β尺度系统 数值模拟 大暴雨 低纬高原

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新一代天气雷达资料在2003年江淮流域暴雨模拟中的初步应用:模拟降水和风场的对比 被引量：23

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作者 李柏 周玉淑 张沛源 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第5期826-838,共13页

利用时间尺度密集的长沙、常德、合肥、南昌、南京、武汉和宜昌共7个站的新一代天气雷达（CINRADSA雷达）观测反演资料、TBB资料、常规的探空和地面观测资料、NCEP分析资料，与中尺度MM5模式相结合，以NCEP格点资料作为大尺度背静场，加... 利用时间尺度密集的长沙、常德、合肥、南昌、南京、武汉和宜昌共7个站的新一代天气雷达（CINRADSA雷达）观测反演资料、TBB资料、常规的探空和地面观测资料、NCEP分析资料，与中尺度MM5模式相结合，以NCEP格点资料作为大尺度背静场，加入12h间隔的探空、3h间隔的常规地面观测资料及1h间隔的雷达反演风廓线资料，进行全程四维同化模拟，考察中尺度数值模式MM5对2003年梅雨期间发生在湖南、安徽和江苏的暴雨过程（7月8～9日）的模拟能力。分析表明：除了模拟降水与实况接近以外（雨量和雨区），MM5模式输出的风廓线和从雷达观测反演得到的风廓线结果有很好的相似性，加入雷达反演风廓线资料后对模拟结果有一定改进，为进一步利用模式输出结果研究造成2003年江淮流域暴雨洪涝的中尺度对流系统的结构和机理提供了可能。 展开更多

关键词 雷达资料 中尺度对流系统 数值模拟

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2005年6月广东一次暴雨过程的中尺度对流系统的数值研究 被引量：20

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作者 王婷 吴池胜 冯瑞权 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第1期184-196,共13页

2005年6月20-21日，一个活动在锋前暖区的长生命史的中尺度对流系统（Mesoscale Convective System，简称MCS）给广东地区带来一次大范围的暴雨降水过程。天气学分析表明，从北部湾指向广西东部的低空急流核前方的水汽通量辐合对MCS初... 2005年6月20-21日，一个活动在锋前暖区的长生命史的中尺度对流系统（Mesoscale Convective System，简称MCS）给广东地区带来一次大范围的暴雨降水过程。天气学分析表明，从北部湾指向广西东部的低空急流核前方的水汽通量辐合对MCS初始的发展加强有重要作用。作者利用MM5模式成功地模拟出与此MCS相联系的天气尺度背景场和中尺度的降雨分布，利用高分辨的模式输出结果分析了成熟阶段MCS的β中尺度系统的结构和演变特征，结果表明：（1）在MCS的发展加强过程中，其内的β中尺度对流中心经历了此消彼长的更替过程，伴随着口中尺度对流中心的发展，与之相联系的正涡度中心由对流层的下部向中上部伸展，形成高达300hPa附近的下宽上窄的强涡柱；在成熟阶段，沿系统移动方向上的对流层中部的涡度场呈正负相间，宽约50km，且与对流带近于平行的带状分布。（2）MCS的海平面气压场呈跷跷板型的中尺度扰动，即由前置中低压和后置中高压组成，最强的对流带位于中低压和中高压之间的过渡区内。（3）成熟阶段MCS的β中尺度环流特征主要包括：强对流区内是一支近于垂直的深厚的对流尺度的上升流，紧接在其后方的对流层下部有一支对流尺度的下沉气流；系统前部有深厚的入流，其中较强的两支入流分别出现在900hPa和300hPa高度附近；层状降雨区内有中尺度的上升气流和下沉气流，二者的分界线在0℃层高度附近；对流层下（上）部强大的水平辐合（散）流中最大的水平辐合（散）约出现在900hPa（200hPa）。 展开更多

关键词 暴雨 数值模拟 MCS β中尺度系统

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“7·22”长江中游暴雨中尺度系统的数值模拟与分析 被引量：15

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作者 赵玉春 王叶红 《气象》 CSCD 北大核心 2005年第1期13-18,共6页

利用中尺度暴雨模式较成功地模拟了 2 0 0 2年 7月 2 2～ 2 3日发生在长江中游的暴雨中尺度天气系统 ,结合地面加密和常规观测资料对暴雨中尺度天气系统进行了较为详细的分析。结果表明 :( 1 )大别山西侧的暴雨由中α尺度切变线上中β... 利用中尺度暴雨模式较成功地模拟了 2 0 0 2年 7月 2 2～ 2 3日发生在长江中游的暴雨中尺度天气系统 ,结合地面加密和常规观测资料对暴雨中尺度天气系统进行了较为详细的分析。结果表明 :( 1 )大别山西侧的暴雨由中α尺度切变线上中β尺度低涡造成 ,湘鄂交界地带的暴雨由切变线上气旋性扰动造成。 ( 2 )高空槽前的正涡度平流为暴雨中尺度系统形成提供了启动机制 :在正涡度平流的作用下 ,对流层中低层降压产生变压风辐合造成上升运动 ,低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量爆发形成局地对流产生暴雨。 展开更多

关键词 暴雨 中尺度系统 中尺度天气系统 切变线 不稳定能量 暖湿气流 辐合 降压 爆发 流产

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冬季东中国海环流中的中尺度涡旋数值模拟 被引量：9

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作者 陈敏 侯一筠 赵保仁 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期53-60,共8页

采用高精度的POM模式 ,考虑了海底地形、外来流、长江径流、海面风应力、海面热通量等多方面因素的影响 ,模拟了冬季东中国海环流结构。模拟结果显示 :在黄海东部很可能存在两个涡 ,中心分别在124°37′E ,37°N ,124°E ,3... 采用高精度的POM模式 ,考虑了海底地形、外来流、长江径流、海面风应力、海面热通量等多方面因素的影响 ,模拟了冬季东中国海环流结构。模拟结果显示 :在黄海东部很可能存在两个涡 ,中心分别在124°37′E ,37°N ,124°E ,35°30′N ;东海北部存在一个大型的气旋式涡旋 ,其中心位置在125.1°E ,30.5°N附近 ,该涡旋是由东北向的台湾暖流、西北向的黄海暖流及南下的沿岸流组成的封闭结构 ;日本九州以西黑潮入侵分支形成一涡旋 ,黑潮分支是形成此涡旋的直接动力因素 ,另外地形和冬季盛行的偏北风也对该涡旋的形成有一定正面影响。 展开更多

关键词 冬季 东中国海 环流 勃海 黄海 东海 中尺度涡旋 数值模拟

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河南特强暴雨β中尺度流场发展机理的数值模拟研究 被引量：13

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作者 廖移山 张兵 +2 位作者 李俊 李武阶 宇如聪 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期500-509,i0001,共11页

采用宇如聪等研制开发的η坐标有限区域中尺度暴雨数值预报模式AREM,对2004年7月16—17日发生在河南的一次特大暴雨过程进行了数值模拟。模拟结果表明:凝结潜热促使对流层中层大气在β中尺度水平范围的气柱内得到加热,中高层大气的等压... 采用宇如聪等研制开发的η坐标有限区域中尺度暴雨数值预报模式AREM,对2004年7月16—17日发生在河南的一次特大暴雨过程进行了数值模拟。模拟结果表明:凝结潜热促使对流层中层大气在β中尺度水平范围的气柱内得到加热,中高层大气的等压面抬高并形成β中尺度高压,中低层大气的等压面降低并形成β中尺度低压,上下层的共同作用促进了垂直运动的迅速发展。当上升运动强烈发展时,在其四周有明显的补偿下沉气流出现:在强上升运动南侧,对流层高层辐散气流向南回流导致对流层高层出现中尺度垂直环流圈,它的下沉支融入上升运动区南侧的补偿下沉气流中,并将高空的水平动量带到对流层低层形成一支新的β中尺度急流;在强上升运动北侧,对流层低层发展出了一支中尺度垂直环流圈,其下沉支向南的辐散气流与低层西南暖湿气流汇合,形成β中尺度辐合线,加强了暴雨区上空低层的辐合;在强上升运动东侧,对流层低层也有一支中尺度垂直环流发展,其下沉支中向西的辐散气流使该区域原来较为一致的西南气流出现向东的偏转,从而在西南气流中形成气旋性弯曲,更进一步加强了β中尺度辐合线上的辐合。对流层低层非地转涡度的强烈发展是β中尺度气旋形成的重要原因。最后给出了强暴雨β中尺度流场发展机理的三维空间示意图。 展开更多

关键词 特强暴雨 Β中尺度 三维空间结构 垂直环流圈 数值模拟

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