【摘 要】
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目前流体流动与传热问题的研究大都基于确定性工况条件,而现实流体流动与传热问题中存在着大量不确定性因素,计算流体力学的不确定性量化提供了一种理解流体物性、边界条件与初始条件等不确定性因素对模拟结果影响的能力.为揭示随机多孔介质内顺磁性流体热磁对流的传播规律与演化特征,本文发展了一种基于侵入式多项式混沌展开法的热磁对流不确定性量化数理模型与算法程序.该方法分别利用Karhunen-Loeve展开与多项式混沌展开表达输入随机参数与输出响应量,同时利用伽辽金投影方法将随机热磁对流控制方程解耦为一组可以应用有限元修
【机 构】
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长沙理工大学能源与动力工程学院, 长沙 410114
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目前流体流动与传热问题的研究大都基于确定性工况条件,而现实流体流动与传热问题中存在着大量不确定性因素,计算流体力学的不确定性量化提供了一种理解流体物性、边界条件与初始条件等不确定性因素对模拟结果影响的能力.为揭示随机多孔介质内顺磁性流体热磁对流的传播规律与演化特征,本文发展了一种基于侵入式多项式混沌展开法的热磁对流不确定性量化数理模型与算法程序.该方法分别利用Karhunen-Loeve展开与多项式混沌展开表达输入随机参数与输出响应量,同时利用伽辽金投影方法将随机热磁对流控制方程解耦为一组可以应用有限元修正方法求解的确定性控制方程,并对输出响应量多项式混沌进行求解,最后采用随机投影法求解相应的确定性控制方程中的混沌系数,得到输出响应量的统计特征与混沌效应.热磁对流不确定性量化表明多孔介质孔隙率不确定性通过控制方程演化,进而影响着多孔介质方腔内顺磁性流体热磁对流,顺磁性流体热磁对流呈现出显著的混沌效应.与蒙特卡罗法预测结果相比,两者计算结果吻合良好,但侵入式混沌多项式展开法计算量显著减少.
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利用探空资料、0.25°ERA-Interim和0.25°FNL再分析资料以及多普勒天气雷达资料,对2019年7月10日发生在四川的一次暴雨过程进行诊断分析,进一步结合中尺度天气预报数值模式进行数值模拟,对观测资料诊断结果进行验证和对比分析.结果 表明,四川上空500 hPa由“槽后脊前”转“槽前脊后”的环流形势有利于暴雨区的辐合上升运动;暴雨区及其上下游的冷层云结构强烈不稳定,在西风带作用下持续影响四川盆地;四川盆地充足的水汽和成都区域的水平风向垂直切变有利于上升运动的发展,成为触发此次降水的影响因子;
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