泄洪雾化水滴分档随机喷溅数学模型及其验证

针对挑流泄洪雾化降雨强度数值模拟中,水滴随机喷溅数学模型的求解需要生成大量水滴,导致计算效率较低的问题,基于分档滴谱、代表性油滴和颗粒微团等粒子运动优化计算方法降低计算量的思想,提出分档水滴的概念,建立了水滴分档随机喷溅数学模型,并采用一个具有解析解的案例对该模型进行了验证计算.结果表明:1万个水滴的水滴分档随机喷溅数学模型的求解精度,非常接近100万个水滴的水滴随机喷溅数学模型的求解精度;水滴分档随机喷溅数学模型相比水滴随机喷溅数学模型具有很大的计算优势.     

泄洪雾化对天气环境影响的松弛同化方法研究

为实现在综合考虑地形和环境背景场条件下,模拟泄洪期间局地区域天气环境的变化情况,以数值天气预报系统为基础,建立了泄洪雾化对天气环境影响的松弛同化方法。结合大岗山水电站一次降雨过程和实际观测资料,拟定了泄洪雾化同化数据分类设置的参考值范围。运用泄洪雾化对天气环境影响的松弛同化方法,对大岗山水电站泄洪期间的天气环境变量进行了同化计算。由于大岗山水电站仅有2015年9月14日15∶30—16∶40泄洪数据,选取2015年9月14日16∶00时刻模拟数据分析得到,在考虑风向变化的条件下,风速变化值为8.76 m/s,纵向影响范围约2.1 km;温度降低了3.32℃,纵向影响范围约2 km;相对湿度升高了8.71%,纵向影响范围约2.8 km。模拟结果表明,风速受水舌风影响风向改变、风速升高,温度受泄洪雾化降雨影响降低,相对湿度受雨雾蒸发影响升高。同化模拟的结果均向观测数据趋近,模拟结果符合实际的观测情况。     

R语言在全国取水许可台账数据清洗中的应用

全国取水许可台账是由人工在网上填报,有漏填、错填和数据不符合逻辑等问题.使用R语言,以全国取水许可台账数据为例,进行字段空值检测、业务逻辑错误检测和年取水总量的异常值检测等数据清洗工作.     

溧水河乌刹桥段一次雨雾的数值模拟研究

应用WRF数值天气预报模式对溧水河乌刹桥段一次雨雾进行数值模拟,模拟时间为北京时间2007年12月05日20∶00至2007年12月06日20∶00,采用4层嵌套结构,最内层水平分辨率为1 km×1 km。模拟并分析了溧水河乌刹桥段的第二层嵌套范围的海平面气压场、风场、液态水含量、相对湿度等分布情况,并将溧水河乌刹桥位置的10m风速模拟值和能见度计算值分别与气象站实测值进行了对比分析。研究结果表明,应用WRF数值天气预报模式对这次溧水河乌刹桥段雨雾的风场、相对湿度、能见度等模拟效果较好,此次溧水河乌刹桥段雨雾的成因为处于低压槽及均压区,有利于水汽聚集,水汽易达到饱和;相对湿度大,在85%以上;微风,风速为2-4 m/s,有利于雾天气形成和维持。     

河谷局地气象场的WRF模式边界层方案敏感性分析

在河谷局地气象场对泄洪雾化的影响研究中,不同边界层方案的模拟效果并不明确,需要对边界层方案进行敏感性分析。使用WRF模式获取河谷地形的局地气象场,选择RMM5近地面层方案并搭配使用8种边界层方案进行对比分析。研究表明:风速受到河谷地形的影响,模拟效果不够理想,可耦合小尺度数值模式以提高其模拟效果;WRF能模拟河谷地形的狭管效应、风速增大以及风向逐渐偏向河谷方向,压强和温度的模拟效果较好。综合各气象要素的模拟结果,YSU和MYNN2边界层方案的模拟精度较高。该方法对泄洪雾化效应和水库环境水文气象效应研究具有参考价值。     

挑流水舌入水喷溅的水滴生成数值模型研究

挑流泄洪雾化与水滴的生成及运动特性密切相关，其中水滴的生成问题是一个关键。本研究使用欧拉方法和拉格朗日方法相结合，提出了一种新的数值模型，用于模拟挑流水舌入水喷溅的水滴生成。首先，采用流体体积法获取挑流水舌的形态、速度和湍流动能等背景场信息。然后，利用液滴破碎的能量平衡理论构建特征参数，计算喷溅水滴的生成位置和数量。最后，使用拉格朗日方法追踪水滴的运动轨迹，并将模拟结果与水工模型试验数据进行对比。结果表明，模拟获得的水舌挑距、水滴生成位置、水滴群分布和降雨强度分布与水工模型试验的观测情况和数据高度一致，验证了模型的准确性，为挑流泄洪雾化研究提供了新思路。     

挑流泄洪雾化的水滴联合信息熵数学模型

当挑流水舌高速冲击下游水面时，在下游空间会形成大量的运动水滴，如何确定这些水滴粒径的分布已成为一个重要的科学问题。气象上各类降雨滴谱常用Gamma分布来拟合，在泄洪雾化水滴粒径分布的建模中，也多采用Gamma分布来模拟其滴谱分布，但是这种方法缺乏物理意义，而且计算的精度不高。为克服Gamma分布的不足，基于最大熵增方法，提出了一种在非平衡开放体系下的水滴宏观和微观的联合信息熵分布模型，并建立误差函数的方法对模型参数进行求解。计算结果表明，本文构建的联合分布模型的计算结果与实验数据吻合最好，在不同工况下，联合模型计算结果比Gamma、传统最大熵分布计算的结果决定系数分别高3.5%、25.3%，均方根误差分别低72.4%、79%。在不同的工况下，液滴平均直径之间存在等成正比关系，为泄洪雾化粒径分布的预测提供了理论基础。