Жұмыстың өзектілігі:
Жаңа талаптарға сәйкес ғылым және техника үшін лабораториялық
Сандық моделдеу тәсілдері салыстырмалы түрде бұрыннан қолданылады. Бірақ
Қазіргі уақытта көппроцессорлы жүйеде параллель бағдарламалаудағы, ең дамыған
Бұл курстық жұмыста шекаралық қабаттың қалыңдығын, жер үстінен
1 АТМОСФЕРАНЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ ЖӘНЕ ОНДАҒЫ АУА ҚОЗҒАЛЫСЫ
Атмосфера (грек. atmos – бу және shaira –
1.1 Атмосфераның қабаттық құрылымы
Температураның өзгеруіне қарай Атмосфера тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера
Тропосфера қабатынан қысқа толқынды радиациялардың өтуіне қатысты оны
Сонымен, тропосфера күннің сәулелеріне қатысты мөлдір болғанмен,
Стратосфера қабатының 15-60 км биіктігінде ультракүлгін сәулелерді қарқынды
Атмосферада температураның анықталуы: атмосфераның төменгі қабаттарына және жер
Температураның бірқалыпсыз орналасуы қысымның бірқалыпсыз орналасуына әкеліп соғады.
Сурет 1.1. Атмосфера қабаттары
Атмосфера қабаты биік болғанмен, ауа райына тек қана
Ауаның вертикаль бағытты бойынша ауысу жылдамдығы горизонталь бағытпен
Ауа массасының диффузияға қабілеттілігі температураның вертикаль бойынша
Атмосферада әр 100 метр сайын температураның өзгеруін
1.2 Жер бедерінің тегіс емес жерлерін ауа
Атмосферадағы ауа массасының қозғалыс бағыты баричтің градиенттік бағытымен
Қажалу күші жер қабатында пайда болады және жер
Жер үстінің бірқалыпты қызбауы және жер рельефі атмосфераның
Жел сонымен қатар векторлық өлшемдерді ұсынады. Оның мінездемесіне
Метеостанцияларда желдің жылдамдығын және бағытын жер үстінен арнайы
Құрылғылармен қолдануға болмайтын жағдайда визуальды көрініс жүреді. Сонымен
Кесте 1.2. Бофорт шкаласы.
Бофорт балдары Желдің мінездемесі Толық мәлімет Жел жылдам-
дығы м/с
1 2 3 4
0 тымық Тұрбадан шыққан түтін вертикаль көтеріледі; 0-0,5
1 тұнық Желдің бағыты флюгердің қозғалысымен емес,
2 жеңіл Адам беті желді сезе бастайды; Жапырақтардың
3 баяу Жапырақтар бірқалыпты қозғалыста болады; жеңіл жалаушалар
4 біркелкі Ауаға қағаз қалдықтары мен шаңдар көтеріледі;
5 жаңа Кішкентай ағаш жапырақтары шайқалады; 7,5-9,8
6 күшті Үлкен бұтақтар қозғалады; Телеграфта желдің дауысы
7 мықты Ағаштардың бұтақтары бірқалыпты қозғалыста болады; 12,5-15,2
8 теңіз дауылы Ағаш бұтақтары сынады; желге қарсы
9 қатты теңіз дауылы Кіші мекемелерге зақым келеді,
10 теңіз дауылы Ағаштар тамырымен қопарыла құлайды; үлкен
11 қатал теңіз дауылы Үлкен қирату; 25,2-29,0
12 ураган Алапат әрекеттер; >29.0
Жер бедерінің тегіс емес жерлерін ауа ағындарының
1. Ламинарлы ағын. Өте баяу
2. Иірім ағыны. Біркелкі қатты жел соққанда байқалады.
Ағынның толқынды қозғалысы. Қатты жел соққан аймақтарда байқалады,
Ротор ағыны. Өте қатты жел соққанда иірімдер тудырады.
Экспериментальды мәліметтердің толықсыздығынан, кедергі үстіндегі қандай да бір
1.3 Есептің қойылуы
Бұл курстық жұмыстың артықшылығы, шекаралық қабаттың қалыңдығын, жер
- атмосфераның шекаралық қабатының теңдеуі жалған облыстар
- теңдеулер жүйесіне алғашқы мәндермен шекаралық шарттарды койылады;
- атмосфераның шекаралық қабатының теңдеуінің сандық шешімінің
алгоритмі физикалық процесстерге жіктеу әдісімен іске асырылып белгілі
АТМОСФЕРАНЫҢ ШЕКАРАЛЫҚ ҚАБАТЫНЫҢ САНДЫҚ ҮЛГІЛЕРІ
Атмосфералық процесстер жаратылыстану және антропогендік факторлар мен әртүрлі
Модельдердің физикалық мазмұны бойынша бай болуын, ал олардың
Ақырлы айырымдар ұғымы
Ақырлы айырымдар ұғымын келесі сызықты гиперболалық теңдеудің мысалында
,
мұндағы кеңістіктік айнымалы,
Бұл теңдеудің шешімі жалғыз болуы үшін қандайда бір
,
болсын. Бұл теңдеу (1.1) үшін бастапқы шарт деп
Енді (1.1) - (1.2) Коши есебін сандық шешу
(1.3)
мұндағы қандай-да бір берілген оң
Теңдеудің шешімі ақырлы , мұндағы
(1.4)
Егер келесі шарттар орындалса (1.3) ,
;
шамасы уақыттық қадам деп аталады.
Енді жазықтығында
; .
Осы тордың түйіндерінде анықталған
.
Ақырлы айырымдық схема құрудың ең қарапайым әдісі осы
;
Осы теңдіктерді берілген теңдеуге қойып, келесі айырымдық теңдеуді
(1.7)
(1.8)
(1.7) теңдеуі ақырлы айырымдық теңдеу деп, ал (1.7)-(1.8)
2.1 Гидростатикалық жуықтаудағы атмосфераның шекаралық қабатының
Локальді масштабтың шектелген территориясындағы атмосфералық процесстердің гидротермодинамикасының моделін
-
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
жылу ағыны
(2.6)
салыстырмалы ылғалдылық
(2.7)
онда
(2.8)
мұндағы t- уақыт, u, ,
(2.9)
мұндағы потенциалдық температураның орта мәні (2.8).
-