项目名称: 地形边界变化条件下的浅水方程求解及其动力学特征

项目编号: No.41465002

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 天文学、地球科学

项目作者: 达朝究

作者单位: 西北民族大学

项目金额: 50万元

中文摘要: 由于自然变化和人为因素影响,地形高度会发生变化,进而导致大气环流、局地气候乃至全球气候的变化。本项目针对地形高度变化的事实,深入探讨地形对大气影响的动力过程。将地形变化分为两部分:固有地形项和随时间变化的扰动项;视后者为一小项,对此做小参数展开,运用波动力学边界条件处理方法和微分方程处理技巧,研究地形变化条件下的浅水方程。通过数学推导,由浅水方程导得含地形变化效应的涡度方程,并得到涡度振幅演变满足的KdV方程,对于分层流体则是mKdV方程。我们将引进新的求解KdV方程的方法并加以改进,使之更适合于含地形附加项的KdV方程。研究重点将放在mKdV方程上,该方程至今少有研究。通过求KdV方程的解析解和数值计算,揭示地形变化对大气环流以及阻高、冷涡的影响。研究成果有助于深化了解大气动力过程,可为现有气候模式的陆面过程提供动力学依据。

中文关键词: KdV方程;扰动;浅水方程;地形边界

英文摘要: Due to the natural variation and the anthropogenic factors, the altitude of the topographic boundary maybe changed, which may influence the circulation of atmosphere, and then change the local and global climate. The research project based on the fact of changing terrain, discusses the dynamics process of the effect upon the atmosphere. The topography is divided into two parts, the natural terrain and the disturbance term, the latter one is considered as a small quantity. Small parameter expansion is applied to study, using the method of treatment the boundary condition of the wave dynamics and the skill of the boundary condition of differential equation, we discuss the shallow water wave equation. Through the mathematical derivation, this research obtains the vorticity equation involving the change of the topographic boundary, and can get the KdVequation for the evolution of the amplitude of the vorticity(mKdV equation stands for the stratified fluid). We introduce a new method to solve the KdV equation, and will make this method better to adapt to the KdV equation which contains the topographic boundary. The research emphasis is the mKdV equation, which has been less studied so far. From the analytical solution and the numerical solution of the KdV equation, the influence of the topographic boundary upon the circulation of atmosphere, the blocking high and the cold vortex can be shown. The results can not only help to understand the atmosphere dynamical process, but also can offer scientific basis for the climate model.

英文关键词: KdV equation;disturbance;shallow water equation;topographic boundary

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

顾及时空特征的地理知识图谱构建方法
专知会员服务
53+阅读 · 2022年2月15日
【博士论文】分形计算系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年8月31日
专知会员服务
21+阅读 · 2021年7月31日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年6月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2021年5月24日
专知会员服务
80+阅读 · 2020年12月18日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
【博士论文】分形计算系统
专知
2+阅读 · 2021年12月9日
趣解读 | 重构三维植被表型,计算呈现自然之美
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年9月2日
风雨与共,极客邦科技向河南灾区捐款 241,123.87 元
极客邦科技Geekbang
0+阅读 · 2021年7月23日
神经网络常微分方程 (Neural ODEs) 解析
AI科技评论
40+阅读 · 2019年8月9日
【AGV】仓库内多AGV协作的全局路径规划算法的研究
产业智能官
27+阅读 · 2018年11月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
2+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Arxiv
24+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
18+阅读 · 2019年1月16日
Arxiv
16+阅读 · 2018年4月2日
Arxiv
25+阅读 · 2018年1月24日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
顾及时空特征的地理知识图谱构建方法
专知会员服务
53+阅读 · 2022年2月15日
【博士论文】分形计算系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年8月31日
专知会员服务
21+阅读 · 2021年7月31日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年6月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2021年5月24日
专知会员服务
80+阅读 · 2020年12月18日
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
相关资讯
【博士论文】分形计算系统
专知
2+阅读 · 2021年12月9日
趣解读 | 重构三维植被表型,计算呈现自然之美
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年9月2日
风雨与共,极客邦科技向河南灾区捐款 241,123.87 元
极客邦科技Geekbang
0+阅读 · 2021年7月23日
神经网络常微分方程 (Neural ODEs) 解析
AI科技评论
40+阅读 · 2019年8月9日
【AGV】仓库内多AGV协作的全局路径规划算法的研究
产业智能官
27+阅读 · 2018年11月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
相关论文
微信扫码咨询专知VIP会员