基于CFD降尺度的复杂地形风场数值模拟研究

• 作者: 张嘉荣 程雪玲
• 来源期刊: 高原气象
• 学科: 地球科学
• 关键词: 复杂地形风场 计算机流体力学(CFD)模式 大涡模拟 多尺度耦合
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 172-184
• 页数: 13页
• 分类号: P435
• 语种: 中文
• DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00005

摘要

在计算机流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模式Fluent的基础之上修改传统的RANS湍流参数化方案,选用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的湍流方案,并引入温度层结的浮力模型,得到修改后的Fluent模式.使用中尺度预报模式WRF和WRF耦合修改前后的Fluent模式模拟江西鄱阳湖地区内吉山测风站处2010年12月至2011年3月4个月的风速、风向和2011年3月6日吉山站附近地形流场以及气温场的变化过程.结合观测资料的对比发现,WRF模式在耦合Fluent后,对吉山单站点风速风向的模拟效果得到改善.WRF耦合Fluent的模拟方法在Fluent修改后(算例2),相比修改前(算例1)可以更精确地模拟吉山站各高度处的风速风向.4个月70m高度平均风速WRF、算例1和算例2的平均误差分别为3.963,2.727和2.224 m·s-1.算例2与观测的70 m高度风向玫瑰图匹配程度总体上比算例1更高.算例2还可以模拟出白天不稳定状态下的热浮力效应和空间分布不均匀且较大的湍动能,能模拟出夜间大气边界层的逆温现象,而算例1则不能.以上结果均表明在对Fluent模式修改后,WRF耦合Fluent的模拟方法对吉山站附近风场的模拟效果得到改善.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程雪玲	中国科学院大气物理研究所	30	432	12.0	20.0
2	张嘉荣		1	3	1.0	1.0