平流過程是大氣運(yùn)動(dòng)的基本過程。模式中平流計(jì)算的好壞直接關(guān)系著模式的預(yù)報(bào)效果。目前我國(guó)Global/Regional Assimilation PrEdiction System (GRAPES)模式采用傳統(tǒng)的三次拉格朗日插值的半拉格朗日平流方案(簡(jiǎn)稱“SL_CL”方案)來(lái)處理平流問題。盡管SL_CL方案與半隱式時(shí)間差分方法相結(jié)合可以使模式采用較長(zhǎng)的積分時(shí)間步長(zhǎng)，減少模式預(yù)報(bào)計(jì)算時(shí)間，但是其本身在保形性和計(jì)算精度方面仍然存在不足。本文在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的半拉格朗日平流方案，以方案的保形性和計(jì)算精度為研究重點(diǎn)，期望提高GRAPES模式中半拉格朗日平流方案的計(jì)算效果。 本文首先對(duì)Reich(2007)提出的一種半拉格朗日平流方案(簡(jiǎn)稱“R2007”方案)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在非均勻網(wǎng)格條件下，R2007方案中的拉格朗日質(zhì)點(diǎn)與歐拉格點(diǎn)之間在進(jìn)行映射計(jì)算時(shí)，若考慮網(wǎng)格面積因子，會(huì)對(duì)最終的插值計(jì)算帶來(lái)負(fù)面影響。在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)R2007方案作進(jìn)一步測(cè)試和改進(jìn)，提出了一種改進(jìn)的保形高精度半拉格朗日平流方案(簡(jiǎn)稱“Re_R2007...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 論文研究的對(duì)象
    1.2 論文研究的主要內(nèi)容
        1.2.1 研究理論背景及創(chuàng)新性
        1.2.2 研究目的及必要性
    1.3 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 三次拉格朗日插值的半拉格朗日平流方案
    2.1 半拉格朗日方法
    2.2 拉格朗日軌跡的計(jì)算
    2.3 三次拉格朗日插值
    2.4 本章小結(jié)
第三章 改進(jìn)的保形高精度半拉格朗日平流方案
    3.1 R2007 半拉格朗日平流方案
        3.1.1 插值函數(shù)的選取
        3.1.2 映射質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格( Remapped Particle Mesh )方法
        3.1.3 擬插值方法
        3.1.4 R2007 方案的求解步驟
    3.2 改進(jìn)的保形高精度平流方案
        3.2.1 針對(duì) R2007 方案的測(cè)試
        3.2.2 改進(jìn)的保形高精度半拉格朗日平流方案的求解步驟
    3.3 本章小結(jié)
第四章 理想試驗(yàn)及結(jié)果分析
    4.1 平面均勻網(wǎng)格下的理想試驗(yàn)
        4.1.1 一維正弦波試驗(yàn)
        4.1.2 二維 Cosine Bell 試驗(yàn)
    4.2 球面非均勻網(wǎng)格下的二維剛體平流試驗(yàn)
    4.3 球面非均勻網(wǎng)格下的三維剛體平流試驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 改進(jìn)的保形高精度半拉格朗日平流方案在 GRAPES 全球模式中的初步實(shí)現(xiàn)
    5.1 GRAPES 全球模式中平流過程的處理方法
        5.1.1 模式中大氣運(yùn)動(dòng)方程的線性化處理
        5.1.2 半隱式 - 半拉格朗日時(shí)間差分方案
        5.1.3 模式中相關(guān)子程序的調(diào)用
    5.2 基于改進(jìn)的保形高精度半拉格朗日平流方案的模式程序修改
    5.3 改進(jìn)的保形高精度半拉格朗日平流方案基于 GRAPES 全球模式的理想試驗(yàn)
        5.3.1 平衡流試驗(yàn)
        5.3.2 越極地氣流試驗(yàn)
        5.3.3 Rossby
Haurtiz 試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 理想試驗(yàn)初步結(jié)論
    6.2 目前存在的問題及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3826608