平均经圈环流质量流函数的计算

⼯程流体⼒学泵与风机习题答案⼯程流体⼒学泵与风机习题答案（曹慧哲部分）第三章3-1已知流速场u x =2t+2x+2y ，u y = t - y+z ，u z = t+x – z 。

求流场中x =2，y =2，z =1的点在t =3时的加速度。

a =35.86 m/s 23-2已知流速场u x =xy 3，313y u y =-，u z = xy ，试求：（1）点（1，2，3）的加速度；（2）是⼏元流动；（3）是恒定流还是⾮恒定流；（4）是均匀流还是⾮均匀流？a =36.27m/s 2⼆元恒定⾮均匀流3-3已知平⾯流动的流速分布为u x =a ，u y =b ，其中a 、b 为正数。

求流线⽅程并画出若⼲条y ＞0时的流线。

ay-bx=c3-4已知平⾯流动速度分布为2222x y cy cxu u x y x y=-=++，，其中c 为常数，求流线⽅程并画出若⼲条流线。

x 2+y 2=c3-5已知平⾯流动速度场分布为(46)(69)u y x ti y x t j =-+-。

求t =1时的流线⽅程并绘出x =0⾄x =4区间穿过x 轴的4条流线图形。

3x -2y =33-6已知圆管中流速分布为1/7max 0()y u u r =,r 0为圆管半径，y 为离开管壁的距离，u max为管轴处最⼤流速。

求流速等于断⾯平均流速的点离管壁的距离y 。

y =0.242r 03-7对于不可压缩流体，下⾯的运动是否满⾜连续性条件？（1） u x = 2x 2 +y 2，u y = x 3－x (y 2－2y ) （2） u x = xt +2y ，u y = xt 2－yt（3）u x = y 2 +2xz ，u y =－2yz + x 2yz ，u z =422221y x z x +(1)、(3)不满⾜，(2)满⾜3-8已知不可压缩流体平⾯流动在y ⽅向的速度分量为u x =y 2－2x +2y 。

求速度在x ⽅向的分量u x 。

1、资料和计算丰富、可靠的气象观测资料是研究和了解大气环流及气候特征的最重要的基础。

正是由于它们，才大大加深和扩大了我们对大气和气候运动本身的认识，并为理论研究和数值模拟提供了重要素材和基本保证。

没有这些宝贵的资料作为基础，任何关于大气或气候的研究都只能停留在空中楼阁亦或海市蜃楼的阶段。

虽然气象观测可以追溯到千年以前，但显然由于条件、认识、技术手段和科学发展水平的限制，在早期只是对发生在某些局部区域的大气中某些特殊天气现象的零星观测，还算不上是对大气环流的从地面到高空、从区域到全球、从单一到综合、从特殊到一般、从里到外、由外及里、从下到上、由上至下、从离散到连续的全方位、全视角的、系统的三维观测。

近半个多世纪以来，随着科学技术的迅速发展、监测手段的日益先进、社会需求的不断增加、国际协作的日渐密切，上述状况有了本质的改变。

各种新技术如气象雷达、气象卫星、红外及微波遥感、高速电子计算机等在气象观测中的广泛应用，使得气象观测水平有了史无前例的发展，观测的种类和质量有了前所未有的提高。

加之，由于人类本身生存和发展的需要，使得气象观测项目和种类大大丰富起来；由于国际间广泛紧密的合作，使得观测资料的协调度和统一性也大大提高了。

目前，已经形成了可同时监测全球天气情况的气象观测系统和气象通讯系统。

特别是，1991年美国国家环境预报中心（NCEP）和美国国家大气科学研究中心（NCAR）联手实施的全球再分析计划（NCEP/NCAR Global Reanalysis Project），把全球观测资料的质量提高到一个新的水平。

该计划在全球范围内，通过世界各国及各主要科研机构和业务部门，把能搜集到的资料包括地面观测资料、高空探测资料、航舶资料、卫星遥感资料、雷达资料、飞机资料、气球资料，浮标资料以及其它观测资料等统一进行编码、详细的订正预处理和复杂的质量控制，并用一个较完善的同化系统统一进行资料同化，使得观测资料的统一性、协调性、可靠性、完善性、代表性都有了显著的提高，引起了国际大气科学界的极大关注和反响。

1、资料和计算丰富、可靠的气象观测资料是研究和了解大气环流及气候特征的最重要的基础。

正是由于它们，才大大加深和扩大了我们对大气和气候运动本身的认识，并为理论研究和数值模拟提供了重要素材和基本保证。

没有这些宝贵的资料作为基础，任何关于大气或气候的研究都只能停留在空中楼阁亦或海市蜃楼的阶段。

虽然气象观测可以追溯到千年以前，但显然由于条件、认识、技术手段和科学发展水平的限制，在早期只是对发生在某些局部区域的大气中某些特殊天气现象的零星观测，还算不上是对大气环流的从地面到高空、从区域到全球、从单一到综合、从特殊到一般、从里到外、由外及里、从下到上、由上至下、从离散到连续的全方位、全视角的、系统的三维观测。

近半个多世纪以来，随着科学技术的迅速发展、监测手段的日益先进、社会需求的不断增加、国际协作的日渐密切，上述状况有了本质的改变。

各种新技术如气象雷达、气象卫星、红外及微波遥感、高速电子计算机等在气象观测中的广泛应用，使得气象观测水平有了史无前例的发展，观测的种类和质量有了前所未有的提高。

加之，由于人类本身生存和发展的需要，使得气象观测项目和种类大大丰富起来；由于国际间广泛紧密的合作，使得观测资料的协调度和统一性也大大提高了。

目前，已经形成了可同时监测全球天气情况的气象观测系统和气象通讯系统。

特别是，1991年美国国家环境预报中心（NCEP）和美国国家大气科学研究中心（NCAR）联手实施的全球再分析计划（NCEP/NCAR Global Reanalysis Project），把全球观测资料的质量提高到一个新的水平。

该计划在全球范围内，通过世界各国及各主要科研机构和业务部门，把能搜集到的资料包括地面观测资料、高空探测资料、航舶资料、卫星遥感资料、雷达资料、飞机资料、气球资料，浮标资料以及其它观测资料等统一进行编码、详细的订正预处理和复杂的质量控制，并用一个较完善的同化系统统一进行资料同化，使得观测资料的统一性、协调性、可靠性、完善性、代表性都有了显著的提高，引起了国际大气科学界的极大关注和反响。

夏季哈德莱环流强度变化与亚洲季风区经向水汽输送的关系郝然【摘要】采用NCEP/NCAR再分析资料,计算了夏季哈德莱环流( H. C.)强度,分析了夏季H. C.强度年际、年代际变化特征,以及亚洲季风区夏季水汽输送的气候特征,并研究了夏季哈德莱环流强度与亚洲季风区水汽输送的关系。

结果表明,1979~2010年夏季南半球H. C.强度有明显增强趋势,同时也有明显的年际变化。

索马里东部洋面和印尼东部洋面是南半球水汽北转输入亚洲的重要区域；夏季南半球哈德莱环流强度与索马里东部洋面和印尼东部洋面的经向水汽输送呈显著的正相关关系,与在我国中东部—南海南部、阿拉伯海东南部的经向水汽输送呈显著的负相关关系。

%Using NCEP/NCAR reanalysis data, Hadley Circulation intensity in summer was calculated, the annual variation characteristics were analyzed, as well as the climate features of water vapor in Asian monsoon region. The relationship between H. C. intensity and water va-por in Asian monsoon region was studied. The results showed that during the summerof 1979 to 2010, the intensity of H. C. in the southern hemisphere was significantly increased, and there was a significant annual variation. The eastern ocean of Somalia and Indonesia was an im-portant region of the southern hemisphere water vapor transport to Asia;the intensity of H. C. in summer in southern hemisphere presented sig-nificant positive correlation with meridional water vapor transport in eastern ocean of Somalia and Indonesia, showed significant negative corre-lation with meridional water vapor transport in middle east of China-south of the Nanhai Sea, southeast of Arabia sea.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2016(044)016【总页数】4页(P198-200,269)【关键词】水汽输送;哈德莱环流;亚洲季风区;经向水汽输送;夏季【作者】郝然【作者单位】中国民用航空华东地区空中交通管理局气象中心，上海200335【正文语种】中文【中图分类】S165+.2哈德莱环流(Hadley Circulation，以下简记为H.C.)，是热带地区子午面(即经圈平面)上行星尺度的垂直热力环流圈，它由2个闭合环流圈构成，其公共上升支与热带辐合带(ITCZ)对应，而下沉支与两半球副热带高压带对应，其位置、强度存在明显的季节变化[1-4]。

第六章势流理论本章内容：1．势流问题求解的思路2．库塔----儒可夫斯基条件3. 势流的迭加法绕圆柱的无环绕流，绕圆柱的有环绕流4．布拉休斯公式5．库塔----儒可夫斯基定理学习这部分内容的目的有二：其一，获得解决势流问题的入门知识，即关键问题是求解速度势。

求出速度势之后，可按一定的步骤解出速度分布、压力分布，以及流体和固体之间的作用力。

其二，明确两点重要结论：１）园柱体在理想流体中作等速直线运动时，阻力为零（达朗贝尔疑题）；升力也为零。

２）园柱本身转动同时作等速直线运动时，则受到升力作用（麦格鲁斯效应）。

本章重点：1、平面势流问题求解的基本思想。

2、势流迭加法3、物面条件，无穷远处条件4、绕圆柱有环流，无环流流动的结论，即速度分布，压力分布，压力系数分布，驻点位置，流线图谱，升力，阻力，环流方向等。

5、四个简单势流的速度势函数，流函数及其流线图谱。

6、麦马格鲁斯效应的概念7、计算任意形状柱体受流体作用力的卜拉修斯定理8、附加惯性力，附加质量的概念本章难点：1．绕圆柱有环流，无环流流动的结论，即速度分布，压力分布，压力系数分布，驻点位置，流线图谱，升力，阻力，环流方向等。

2．任意形状柱体受流体作用力的卜拉修斯定理3．附加惯性力，附加质量的概念§６-1 几种简单的平面势流平面流动：平面上任何一点的速度、加速度都平行于所在平面，无垂直于该平面的分量；与该平面相平行的所有其它平面上的流动情况完全一样。

例如：1）绕一个无穷长机翼的流动，2）船舶在水面上的垂直振荡问题，由于船长比宽度及吃水大得多，且船型纵向变化比较缓慢，可以近似认为流体只在垂直于船长方向的平面内流动，如图６-２所示。

如果我们在船长方向将船分割成许多薄片，并且假定绕各薄片的流动互不影响的话，则这一问题就可以按一、均匀流流体质点沿ｘ轴平行的均匀速度Vo ，如图６-5所示，V ｘ＝V o ， V y ＝０dx V dy V dx V dy ydx x d y x 0=+=∂∂+∂∂=ϕϕϕ 积分：φ＝V ox （６-4） 如图６-3流函数的全微分为，积分：ψ＝V o ｙ （６-5 如图６-4 由（６-4）和（６-5 流线：ｙ=const ，一组平行于ｘ轴的直线，如图６-3 等势线：ｘ＝const ，一组平行于ｙ轴的直线，如图６-3中的虚线。

1、资料和计算丰富、可靠的气象观测资料是研究和了解大气环流及气候特征的最重要的基础。

正是由于它们，才大大加深和扩大了我们对大气和气候运动本身的认识，并为理论研究和数值模拟提供了重要素材和基本保证。

没有这些宝贵的资料作为基础，任何关于大气或气候的研究都只能停留在空中楼阁亦或海市蜃楼的阶段。

虽然气象观测可以追溯到千年以前，但显然由于条件、认识、技术手段和科学发展水平的限制，在早期只是对发生在某些局部区域的大气中某些特殊天气现象的零星观测，还算不上是对大气环流的从地面到高空、从区域到全球、从单一到综合、从特殊到一般、从里到外、由外及里、从下到上、由上至下、从离散到连续的全方位、全视角的、系统的三维观测。

近半个多世纪以来，随着科学技术的迅速发展、监测手段的日益先进、社会需求的不断增加、国际协作的日渐密切，上述状况有了本质的改变。

各种新技术如气象雷达、气象卫星、红外及微波遥感、高速电子计算机等在气象观测中的广泛应用，使得气象观测水平有了史无前例的发展，观测的种类和质量有了前所未有的提高。

加之，由于人类本身生存和发展的需要，使得气象观测项目和种类大大丰富起来；由于国际间广泛紧密的合作，使得观测资料的协调度和统一性也大大提高了。

目前，已经形成了可同时监测全球天气情况的气象观测系统和气象通讯系统。

特别是，1991年美国国家环境预报中心（NCEP）和美国国家大气科学研究中心（NCAR）联手实施的全球再分析计划（NCEP/NCAR Global Reanalysis Project），把全球观测资料的质量提高到一个新的水平。

该计划在全球范围内，通过世界各国及各主要科研机构和业务部门，把能搜集到的资料包括地面观测资料、高空探测资料、航舶资料、卫星遥感资料、雷达资料、飞机资料、气球资料，浮标资料以及其它观测资料等统一进行编码、详细的订正预处理和复杂的质量控制，并用一个较完善的同化系统统一进行资料同化，使得观测资料的统一性、协调性、可靠性、完善性、代表性都有了显著的提高，引起了国际大气科学界的极大关注和反响。

动⼒⽓象总复习（2）1、何为Ro 数？⼤尺度⼤⽓运动的Ro 数为多⼤？⼤尺度⼤⽓运动的主要特征是什么？请利⽤Rossby 数，分别判断中⾼纬度⼤尺度⼤⽓运动、中⼩尺度和热带⼤尺度⼤⽓运动为何种性质的运动？⼤尺度运动：R0<<1中纬度⼤尺度⼤⽓运动具有以下特点：准定常，准⽔平，准地转平衡，准静⼒平衡，准⽔平⽆辐散，涡旋运动。

中纬度⼤尺度运动：准地转中纬度中⼩尺度运动：⾮地转热带⼤尺度运动：⾮地转2、正压⼤⽓和斜压⼤⽓概念正压⼤⽓：密度的空间分布只依赖于⽓压，即ρ=ρ(p)，这种⼤⽓状态称作正压⼤⽓。

正压⼤⽓中等压⾯、等密度⾯和等温⾯重合在⼀起。

斜压⼤⽓：密度的空间分布不仅依赖于⽓压⽽且依赖于温度，即ρ=ρ(p,T)，这种状态称作斜压⼤⽓。

斜压⼤⽓中等压⾯与等密度⾯、等温⾯是交割的。

3、何为热成风？请详细说明热成风是由于⼤⽓的斜压性所引起，并由此说明⼤⽓⼤尺度动⼒系统与热⼒系统在天⽓图上的主要表现特征，并举出实例。

热成风：地转风随⾼度的变化正压⼤⽓，等压⾯上温度分布均匀，热成风为0，上下运动⼀致。

斜压⼤⽓，等压⾯上温度分布不均匀，热成风不为0，上下运动不⼀致。

斜压⼤⽓是地转风随⾼度改变的充要条件，也就是正压⼤⽓中不存在热成风。

例如：（1）副热带⾼压：从低层、到中层、直到⾼层，都表现为⾼压（反⽓旋）－－正压系统成因－－动⼒作⽤；（2）夏季的青藏⾼原：⾼层是反⽓旋，低层是⽓旋，－－斜压系统成因：热⼒作⽤；三，涡度⽅程：1，涡度是什么？k速度的旋度涡度⽅程：⽔平科⽒⼒尺度⽔平惯性⼒尺度定义L f U U f L U 002/Ro yu x v F xy p y x p ywx w v dy df V f V tdt d Z)()()(散度项效应项扭转项⼒管项粘性耗散项作业：1、正压⼤⽓中涡度⽅程0)(aaadtdVdtd物理意义是什么？解释说明系统有辐合、辐散运动和整体做南北运动时涡度的变化。

名词解释1。

粘性:在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随之产生阻抗相对运动的内摩擦力2。

压缩系数：在一定温度下，密度的变化率与压强的变化成正比3。

膨胀系数：在一定压强下,体积的变化率与温度的变化成正比4.表面张力:通常是指液体与气体交界面上的张应力( 单位长度所受拉力（N/m) ）5.接触角:当液体与固体壁面接触时, 在液体,固体壁面作液体表面的切面, 此切面与固体壁在液体内部所夹部分的角度θ称为接触角，当θ为锐角时, 液体润湿固体，当θ为钝角时，液体不润湿固体。

6。

时变导数：固定点物理量A随时间变化率,反映流场的不定常性。

7。

位变导数：不同位置上物理量的差异引起的变化率，反映流场的不均匀性8.流管：在液流中取一封闭的曲线,通过这一封闭曲线上每一点可以引出一条流线，这些流线形成一个封闭的管状体，称为流管。

9.总流：过流断面为有限大小的流束,它由无数元流构成10.涡管：在给定瞬时，在涡量场中取一不是涡线得封闭曲线，通过曲线上每点做涡线，这些涡线形成一个管状表面，称为涡管，涡管中充满着做旋转运动的流体。

11。

漩涡强度:面积dA，dA上流体质点的旋转角速度向量为ω，n为dA的法线方向，微元面积上的漩涡强度用dI表示,公式为:对整个表面积A积分，总的漩涡强度为：12.速度环量：假定某一瞬时，流场中每一点的速度是已知的,AB曲线上任一点的速度为V，在该曲线上取一微元段ds，V与ds之间的夹角为α,则称dГ=V·ds=V cos αds为沿微元线段ds上的环量。

简答题拉格朗日法与欧拉法的区别与联系：区别：拉格朗日法是以研究单个流体质点运动过程作为基础，综合所有质点的运动，构成整个流体的运动.——质点法欧拉法是以流体质点流经流场中各空间点的运动即以流场作为描述对象研究流动的方法.——流场法 它不直接追究质点的运动过程,而是以充满运动液体质点的空间--流场为对象。

联系：拉格朗日法和欧拉法只不过是描述流体运动的两种不同的方法,本质上是一样的。