时滞影响下三维大气、海洋原始方程组解的适定性研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yideng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
描述大尺度情形下大气与海洋运动的原始方程组对数学、物理与气象学等具有重要的意义.对于一般原始方程组和时滞流体方程的研究已经有非常多的成果,但涉及到时滞原始方程组的相关成果目前较少.故本文考虑了带有时滞对流和时滞热源的原始方程组,以及其在仅具有水平方向耗散情形下解的存在性、唯一性、渐进性以及稳态问题解的相关性质.主要内容安排如下:考虑一般物理边界意义下的全扩散时滞原始方程组,该模型较已有时滞原始方程组更复杂且贴近现实意义.针对时滞项重新做了对非线性项的估计,并利用经典的Galerkin方法证明了弱解的全局存在性以及强解的全局存在唯一性.此外,针对方程组中的时滞项,利用恰当的能量方法证明了弱解的指数衰减性质.同时通过改良的正则性估计方法,对非线性项的高阶情形进行处理,并在略微提高热源项要求的前提下得到了强解的H2正则性的估计.最后,通过改良时滞流体方程中的方法,证明了该时滞原始方程组所有弱解都可以指数收敛到唯一稳态解.考虑到地球水平方向与竖直方向尺度的不同,研究了更贴近现实情形的周期边界意义下水平扩散时滞原始方程组.由于竖直方向扩散的缺失,原有的先验估计思路都不再适用.为此考虑扰动因子法与不动点定理的结合,并对时滞项做了比较巧妙的放缩,使整个系统在高一阶的情形下可以存在压缩映射,从而使不动点定理成立,证明了其强解的局部存在性.且本文利用解的周期性质并针对时滞项进行改良的放缩,证明了水平扩散情形下解对初值的连续依赖.另一方面,利于反证法和对非线性项的特殊估计方法证明了该结果全局成立.进一步地,通过压缩映射原理并选取适当的粘性系数,第一次给出了单扩散原始方程组稳态解的存在性和唯一性,并证明了略强竖直方向变化的前提下稳态解的指数稳定性.本文对一般的全扩散情形以及更贴近现实的水平扩散情形都进行了研究.对全扩散情形证明了弱解全局存在性和指数衰减,强解适定性以及强解的高阶正则性,还证明了稳态解的稳定性.对水平扩散情形,证明了强解适定性,并第一次给出了水平扩散的稳态问题解的存在性,唯一性和指数稳定性.
其他文献
家庭教育在孩子的成长中起着至关重要的作用,社会的快速发展给学校的家庭教育指导工作带来了新的可能和挑战。将心理微系列作品运用于家庭教育指导工作中,能帮助家长掌握家庭教育的知识和方法,拓展学校开展家庭教育指导工作的方式,构建良好的家校共育氛围。南宁市通过“依需+合时”“线上+线下”“课上思考+课后实践”等形式在家庭教育指导工作中推广心理微系列作品,为提升家庭教育指导工作的有效性提供重要参考。
基于1980-2016年共37年的站点最低温度资料、NCEP/NCAR的再分析大气环流资料、NOAA的逐月海表温度资料以及英国Hadley中心的海冰密集度资料,根据定义选出单站强降温事件,并通过分析其频数的年际、年代际特征,及其与大气环流异常、海温和海冰等外强迫因子异常的相关关系,探究单站强降温事件频数异常的机理,并寻找预报信号,为华北短期气候预报提供参考。主要结论总结如下:(1)华北冬季单站强降
本文基于中国降水台站资料以及ERA-Interim欧洲中心再分析资料分析了中国夏季降水与天气尺度扰动的时空相关性。在此基础上,设计不同侧边界的敏感性试验,讨论天气尺度扰动对夏季降水的可能影响。结果表明:(1)再分析资料中,东北地区降水与巴尔喀什湖到贝加尔湖处天气尺度扰动呈耦合的负相关。天气尺度扰动强年时,扰动从新地岛处向东南传播并在东北地区辐合,减弱了纬向西风,并在低层在东北地区上空形成异常高压反
近年来,对未来10~30年的年代际预测受到了越来越多的关注,东亚气候有明显的年代际变率,大西洋多年代际变率(AMV)和太平洋年代际变率(PDV)是影响东亚夏季降水年代际变率的两个重要因子。本文利用1901—2016年GPCC降水资料、NOAA20世纪再分析资料以及COBE全球海温资料讨论了AMV和PDV对东亚夏季降水的单独和共同作用,评估了CMIP6年代际回报试验对东亚近地面气温和降水的回报技巧,
本文利用日本55年逐日再分析资料(JRA-55),对1958-2018年冬季乌拉尔山附近53次阻塞高压事件(简称乌阻)在维持过程中的能量收支特征进行了分析。在将环流分解为背景流、低频异常和高频瞬变涡动后,本文发现低频异常从背景流汲取能量对乌阻的维持有较大的贡献。具体而言,由于对流层中低层的气候态气温场在欧亚大陆上存在西南向梯度以及对流层中高层的气候态西风场在贝加尔湖西北部存在向南梯度,有利于乌阻从
随机物理过程扰动方法(stochastically perturbed parameterization)是估计和表征集合预报系统模式误差的重要手段,也是集合预报研究领域的热点之一。积云对流参数化方案在降水预报中存在误差,需要针对其进行专门研究和设计相应的随机物理过程扰动方案。陆面过程与积云对流降水有很大联系,有必要在扰动方案中考虑地面气象要素。BMJ(Betts-Miller-Janji(?))
雾是一种严重的天气灾害。本文利用1958-2007年503个中国地面观测站点的雾日数资料,使用相关分析、合成分析等统计分析方法,通过分析全国秋冬雾日的时空特征,发现西南地区相比较于中国其他区域,在秋冬发生雾日频率较高,且存在显著的气候变率。该变率主要体现在年际和年代际两个尺度,且在不同尺度,雾日产生的气候条件存在显著的差异,同时在不同年代际背景下,西南地区年际雾日生成的气候条件也存在差异性。结论如
地基微波辐射计是基于大气微波遥感技术的气象观测设备,具有校准方法可靠性强、方便携带、可实现自动连续探测、设备安装使用操作简单、时间分辨率高等众多优点。正逐渐成为遥感大气廓线的重要仪器,成为获取大气温湿廓线的一种重要手段,对认识各种尺度的天气演变过程与做好临近天气预报具有重要意义。微波辐射计数据的质量情况影响着业务和科研工作中数据的使用,因此,地基微波福射计数据的质量控制尤为重要,提高微波辐射计观测
目前,超声波测风技术在国内外是一个研究热点,国内技术水平还不够成熟,高精度、高稳定性以及特殊环境下测量技术还有较大的发展空间。现阶段超声波测风技术研究大多集中在硬件系统方面,往往忽视了风场流动特性与算法噪声的影响,尤其在测风阵列优化设计方面仍需进行深入研究。本文针对传统超声波测风阵列的不足,研究了两种测风阵列的优化方法:基于改进时差法设计优化阵列并推导风速风向计算模型,运用CFD分析方法对测风阵列