核事故气态排放流场、物质场分布数值模拟和监测数据同化分析

摘要

本文对大亚湾核电站气态排放浓度场分布建立了数学模型和计算机模型。构建了一种精度上优于普通插入观测同化，速度上优于变分同化的数据同化方法，并对模型进行了优化。 模型共分四部分——诊断模式、中β模式、Monte-Carlo模式、数据同化模式。诊断模式主要处理观测值，为中β模式提供初始场；中β模式用于计算垂直风，并充分考虑了地形影响和局地热力过程，进行风温场的数值预报；Monte-Carlo模式则是以中β模式的输出场做为大气背景对核电站排放物的随机游走做出模拟并计算出流场和物质场分布；数据同化模式是以诊断模式、中β模式为背景，在考虑了模式误差的基础上在模式中循环插入观测信息，对模式误差和初始场误差起到很好的抑制作用。 在使用数据同化模式对系统进行优化的实验中我们可以得出如下结论： (1)使用这种考虑了模型情况的插入观测同化法能够利用观测信息对模式和初始场的误差起到良好的修正作用。在本模型中被证明是快速有效的。 (2)作为同化模式背景场的诊断模式和中β模式被证明是比较完善的。使用这样的模型来计算大亚湾气态排放的流场和物质场分布是合理的。

目录

第一章 前言

第二章 数学物理模型和参数

第三章 计算机模拟实施过程

第四章 数据同化实验

第五章 结果讨论

附录 使用伴随方程的变分同化方法的数学模型推导

参考文献

致谢