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风生环流机制模式的格子Boltzmann数值模拟

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风生环流机制模式的格子Boltzmann数值模拟
论文目录
 
摘要第1-5 页
ABSTRACT第5-8 页
目录第8-11 页
1 引言第11-29 页
  1.1 大洋环流的研究途径及其发展概况第11-13 页
  1.2 从微观角度看海洋第13-15 页
  1.3 计算流体的微观中间尺度方法第15-25 页
    1.3.1 单元自动机理论概述第15-18 页
    1.3.2 从格子气单元自动机方法到格子Boltzmann方法第18-24 页
    1.3.3 格子Boltzmann方法的发展与应用第24-25 页
  1.4 问题的提出第25-29 页
2 格子BOLTZMANN方法第29-51 页
  2.1 经典Boltzmann方程、平衡分布函数和BGK近似第29-31 页
  2.2 Boltzmann方程的离散化及其在宏观尺度上的还原第31-43 页
    2.3.1 Boltzmann方程在粒子速度空间的离散第32 页
    2.3.2 从时空连续的格子Boltzmann方程到Navier-Stokes方程第32-37 页
    2.3.3 完全离散化的格子Boltzmann方程第37-38 页
    2.3.4 平衡分布函数的离散化第38-43 页
  2.4 格子Boltzmann方程的离散误差分析第43-45 页
  2.5 格子Boltzmann方法的计算实现第45-46 页
  2.6 边界条件的处理第46-51 页
    2.6.1 弹回(Bounce-Back)边界条件第47-48 页
    2.6.2 镜面反射(Specular Reflection)边界条件第48 页
    2.6.3 其他边界条件第48-51 页
3 风生环流的准地转格子BOLTZMANN模型第51-89 页
  3.1 一个简单的例子第52-60 页
    3.1.1 线性相当正压涡度方程第52 页
    3.1.2 格子Boltzmann模式的构造第52-55 页
    3.1.3 数值结果第55-60 页
  3.2 非线性相当正压涡度方程的格子Boltzmann数值模拟第60-86 页
    3.2.1 准地转相当正压涡度方程与平流-扩散-化学反应方程第60-61 页
    3.2.2 从格子Boltzmann方程到相当正压涡度方程第61-65 页
    3.2.3 D2Q5模型及其实现第65-68 页
    3.2.4 数值结果举例第68-86 页
      (a) 纯正压的数值解特征第68-79 页
      (b) 相当正压的数值解特征第79-82 页
      (c) 与有限差分法的比较第82-86 页
  3.3 小结第86-89 页
4 正压风生环流的浅水方程格子BOLTZMANN数值模拟第89-125 页
  4.1 宏观流体的控制方程第90-91 页
  4.2 整体二阶精度的格子Boltzmann浅水风生环流模型第91-99 页
    4.2.1 格子Boltzmann模型的提出第91-92 页
    4.2.2 宏观方程的还原第92-97 页
    4.2.3 平衡分布函数和外力项的形式第97-99 页
  4.3 整体二阶精度模型的计算实现第99-101 页
  4.4 数值试验第101-121 页
    4.4.1 时间平均解的特征第102-111 页
      (a) 不同Reynolds数下的时间平均解第102-104 页
      (b) 不同边界条件下的时间平均解第104-108 页
      (c) 不同空间分辨率下的时间平均解第108-111 页
    4.4.2 解的时间变化特征第111-121 页
      (a) Reynolds数的影响第111-116 页
      (b) 边界条件的影响第116-120 页
      (c) 空间分辨率的影响第120-121 页
  4.5 小结第121-125 页
5 耦合的多层格子BOLTZMANN模型对风生环流的模拟第125-151 页
  5.1 风生环流的约化重力,2.5层浅水方程模型第125-127 页
  5.2 耦合的多层格子Boltzmann模型第127-129 页
  5.3 数值试验第129-148 页
    5.3.1 多平衡态特征第130-137 页
    5.3.2 时间变化特征第137-145 页
    5.3.3 不同环流型的相互转换第145-148 页
  5.4 小结第148-151 页
6 总结与展望第151-155 页
附录第155-161 页
  1 张量性质与粒子速度模型第155-158 页
  2 几种粒子模型与张量计算第158-159 页
  3 正压涡度方程的一个有限差分离散方案第159-161 页
参考文献第161-169 页
致谢第169-170 页

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