18310.實際下擊暴流近地風場混合數值模擬研究

1、武漢理工大學博士學位論文實際下擊暴流近地風場混合數值模擬研究姓名：李艷申請學位級別：博士專業(yè)：結構工程指導教師：瞿偉廉201212基本特征，其與實測探空的差異還反映了天氣隨時間變化的特點。采用中云尺度氣象模式嵌套模擬的方法能克服單獨采用云模式模擬下擊暴流強對流天氣過程的不足，實現對任意時間和地點發(fā)生的下擊暴流強對流天氣過程進行氣象數值模擬。本文開展了采用提高網格分辨率的云模式模擬實際下擊暴流天氣過程的研究，以便適應高分辨率CFD數值模擬

2、的初始數據密度要求。使用網格分辨率為250m250m250m的云模式基于實測單探空或ARPS格點探空分別模擬了武漢“727“下擊暴流、武漢“622”下擊暴流和廣州“721“下擊暴流。結果表明，提高云模式分辨率后，模擬的對流云底增高，對流過程加劇，最大上升速度和最大下沉速度增大，最大上升速度、最大下沉速度及最大地面風速都提前數分鐘。250m250m250m分辨率的云模式還能模擬出對流云在發(fā)展過程中先后產生多個下沉單體的精細流場特征，其中較

3、早產生的下沉單體由于降水粒子較少或下沉起始高度較高等原因未引起地面大風，最后產生下擊暴流的強下沉氣流一般都包含多個下沉中心，表現出多單體下擊暴流的特征，且下擊暴流產生的近地面風場的渦環(huán)結構更顯著，與實際的風暴過程更符合。本文采用CFD數值方法基于250m250m250m分辨率云模式計算的下沉入口條件和邊界條件，開展了實際下擊暴流近地面輻散風場的混合模擬研究。研究表明，混合數值模擬的實際下擊暴流近地面輻散風場分布極其復雜，與采用CFD數值

4、方法基于假定的理想速度入口條件計算的風場差異顯著?；旌夏M計算的風場中不同位置的風速時程和風剖面都隨時間不斷發(fā)生變化，特別是在下沉氣流打到地面的過程中，風剖面的最大速度迅速增大，最大速度所在高度迅速降低，但當各點的風速迅速增大到極大值后，風剖面的形狀及最大速度值發(fā)生的高度都基本不再發(fā)生變化。下沉入口中強、弱下沉氣流出流的角度范圍及距離強下沉中心遠近等是影響風場中不同位置豎向風剖面的最大速度值、最大速度所在高度及衰減趨勢的重要因素?；旌夏?/p>