完全强迫下夏季黄东海环流三维高分辨数值模拟

在多年的观测资料基础上，以月平均大气风应力、边界流输送、温盐斜压效应、潮汐、长江口径流等作为强迫条件，对黄东海环流的结构进行了3D数值模拟，探讨了各因子对主要流系的动力学作用．完全强迫下的数值模拟再现了夏季黄东海主要环流流系的基本特征．夏季温盐场出现层化，垂直运动较冬季强，是夏季黄东海总的环流结构形成的重要因子；黄海海域存在一明显的逆时针的气旋式环流，潮汐作用对这一气旋状环流有直接贡献；风场的作用较冬季小。但对于一些表层环流(特别是黄海表层北向的表层流)的形成仍有一定作用；台湾暖流是对马暖流的主要来源；黄海冷水团形成有潮致环流作用的成分；与冬季一样，在黑潮北端、日本岛附近有一地形诱导的气旋状环流．     

MM5V3/ECOM-si海气耦合模式的数值试验

利用中尺度大气数值模式MM5的最新版本MM5V3和一个三维的河口、海岸和海洋环流模式ECOM—si实现了一个MM5V3／ECOM—si的中尺度海一气耦合数值模式．耦合模式中大气模式底边界由海洋模式预报的SST强迫，海洋模式的上边界由大气模式预报的海面风应力、感热通量、潜热通量、净长波辐射通量和吸收的太阳短波辐射通量强迫．两个模式在相应的时步上互相交换信息并同时运行．为了验证耦合模式的效果．文中利用耦合前后的模式分别对黄东海区域1995年3月的一个人海气旋的个例进行了36h的模拟试验．并对前后模拟的结果进行了初步的分析．     

夏季中国海海流系统的高分辨率数值模拟

以最新的三维斜压海洋模式POM2K为基础，考虑了海底地形、边界水交换、海面风应力、海面热通量等多方面影响后，对中国海(渤、黄、东、南海)环流结构进行了高分辨率的数值模拟．结果显示：中国海的夏季环流在强季风强迫和黑潮驱动下，具有显著的西边界流特性；中国陆架海北部受黄海冷水团控制；黑潮在巴士海峡处有反气旋式弯曲，并与东北向的南海风生流发生较强的混合，形成的“巴士海峡混和水”是偏西向流和台湾暖流的海水源和重要驱动因子；南海北部存在一个拐角式逆时针旋涡；南海南部呈现双涡结构．     

复杂群岛海域内的海面风数值试验

利用三维原始方程模式，通过个例的数值模拟试验，考查了海陆分布、地形、太阳辐射、海-气热通量对群岛海域低层中尺度风场结构和分布的影响，并作了海面风场的数值预报试验．结果表明，在动力或热力因子强迫下，群岛海域低层风场的时、空分布发生显著变化，同恒定、均匀分布的天气尺度风场差别较大．模式能合理地再现复杂群岛海域中尺度风场的特征，预报的海面风同观测接近．提供的探空观测或天气尺度预报场，适合在群岛海域的海洋环境问题应用中使用．     

建筑结构风荷载的三维数值模拟

本文介绍了建筑结构风载的三维数值模拟的湍流模型,列出了三雏不可压缩流的时均化方程、连续方程和K-S方程,并介绍了其求解过程,分析了数值模拟与风洞试验之间的差别。     

基于时变边界屋面积雪分布数值模拟

为了预测风作用下屋面积雪的分布,采用Euler-Euler两相流混合模型,结合最新改进的k-ω模型等数值方法开发分析程序,对风致屋面积雪分布进行了数值模拟.模拟中为考虑积雪对屋面绕流的影响,计算区域边界根据雪深变化采用时变边界.对一典型阶梯形屋面积雪分布进行数值模拟,获得了几种不同状态下屋面积雪分布的时间历程.模拟结果表明:随着时间的发展,屋面积雪分布对屋面绕流产生较大影响,屋面积雪沉积率随之发生变化;模拟时长22 h的计算结果与实测结果基本一致,不考虑积雪对屋面绕流的影响将产生较大误差;不同风速比下模拟的屋面雪深分布形态基本一致,但入流风速比越小,雪深分布系数相对越大,达到近似分布的模拟时间就越短.      

漏斗型峡谷桥址区平均风特性的数值模拟

结合某大跨悬索桥所在山区地形,研究了漏斗型峡谷这一特殊构造地形的桥址区平均风特性,为大跨度桥梁在漏斗型峡谷地区的抗风设计提供依据.首先,建立实际地形的数值模型,并利用Fluent软件对24个不同来流工况进行比较分析;然后,将整体模拟结果与实测结果进行对比,验证数值模拟的合理性;最后,通过模拟结果的对比分析,探讨漏斗型峡谷桥位对风速大小、风攻角、风向角在不同来流方向的影响规律,分析平均风速随攻角分布的特点以及不同位置处的竖向风剖面特性.研究结果表明：漏斗型峡谷桥址区存在明显峡谷风加速效应;漏斗型地形对桥址区来流的攻角和风向分别表现为弱扰乱性和高导向性,来流攻角和风向分别稳定集中在-5°～0°和25°～30°;峡谷中风速对攻角变化的敏感性更高.     

解决北京市潮汐性交通拥堵的措施研究

依据北京市主要放射线道路的交通调查数据,以交通量、平均速度为指标定量分析了北京市市放射线道路交通流的潮汐特性．结合潮汐性拥堵成因分析,提出了交叉口可变导向车道系统、全路段可变导向车道系统以及分段式配时等解决措施,利用交通仿真方法对其进行了分析和验证．     

建筑结构非定常绕流风场的数值模拟方法

给出了一种适用于计算建筑结构非定常绕流风场的大涡数值模拟算法．该算法基于有限差分法,采用曲线坐标结构网格,能精确描述形状复杂的物面边界,为下一步准确模拟含有因结构受风变形所致运动边界的绕流场奠定了基础．该算法采用投影法解耦纳维一斯托克斯方程中的压力和速度,对非定常流场的时间步进采用二阶Adams—Bashforth方法．采用同位网格以减少计算所需内存,为了平抑同位网格下中心差分格式导致的固有压力波动现象,计算对流速度时采用Rhie—Chow动量插值方法,利用编制的曲线坐标系下大涡模拟数值计算程序,对德州理工大学（TTU）建筑足尺模型绕流风场进行了模拟,所得结果与现场实测和风洞试验结果进行了比较,结果表明,本文算法是建筑结构非定常绕流风场数值模拟的有效方法．     

基于人工可压缩方法的后台阶绕流数值模拟

针对二维后台阶绕流采用人工可压缩方法进行数值模拟，方程的离散采用有限体积法．为了消除离散求解时可能产生的数值振荡，在离散方程的右端人为增加四阶人工耗散．在Re=45，60，90等低雷诺数下的数值试验结果表明，人工可压缩方法和有限体积离散方法联合进行数值模拟的可行性；在低Re的情况下，伪可压缩系数α取小的值会对方程求解的稳定性更有利．在其它参数取值相同的情况下，还分别针对加入和不加人人工耗散两种情况进行模拟，结果表明人工耗散的加入使迭代余量的绝对值明显减小，也就是从一定程度上消减了数值解的振荡．文中同时在数值试验的基础上提出了人工压缩系数的参考取值范围．通过采用上述方法对后台阶绕流进行模拟，模拟结果和商用软件PHOENICS3．2在相同条件下模拟结果基本吻合，表明了该方法的可行性．