HBCU: Excellence in Research: Analysis and Modeling of the Ocean Spray Effects on Tropical Cyclone Dynamics
HBCU:卓越研究:海洋喷雾对热带气旋动力学影响的分析和建模
基本信息
- 批准号:1832089
- 负责人:
- 金额:$ 49.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-10-01 至 2023-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
It is well-documented that hurricane track forecasts have improved substantially over the recent decades, while forecasts of hurricane intensity change have lagged. Hurricane intensity is sensitive to a variety of factors, such as wind shear and the internal organization of the cyclone. One of the main uncertainties in research on hurricane behavior is the role of ocean spray on the system. Ocean spray affects the air-sea exchange of momentum, heat, and moisture. Direct observations in these conditions are rare and very difficult, so most of the understanding about ocean spray is from calmer conditions or numerical models. In this project, the PI plans to come at the problem from the perspective of fundamental physical conservation laws, progressively building a more elaborate mathematical model of sea spray. The eventual societal impact of this work would be through improvements in numerical weather models, which would translate to better forecasts of hurricanes and their impacts. The project would also represent the enhancement of research and education at a Historically Black College and University.The PI plans to develop a mathematically rigorous and physically sound model of a marine atmospheric boundary layer laden with evaporating sea spray and perform numerical and asymptotic analyses of the model to create an efficient parameterization of a sea spray effect on tropical cyclone dynamics and structure. The starting point will be a set of fundamental conservation laws which will be applied to systematically develop progressively more comprehensive models in such a way that the influence of newly added physical factors is clearly identifiable. Under the first objective of developing the model, the PI plans the derivation of macro-scale, multi-fluid transport equations, formulation of the multi-phase turbulence model, and analysis of the droplet population dynamics. The asymptotic and numerical analysis of the model would be conducted by performing regular asymptotic expansions, singular asymptotic expansions, and numerical analysis of the model.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
有充分记录的是,飓风轨道预测在最近几十年中有了显着改善,而对飓风强度变化的预测却落后。 飓风强度对各种因素敏感,例如风剪和旋风的内部组织。 关于飓风行为研究的主要不确定性之一是海洋喷雾在系统中的作用。 海洋喷雾会影响动量,热量和水分的空气海洋交换。 在这些条件下的直接观察非常罕见,非常困难,因此对海洋喷雾的大部分理解来自平静的条件或数值模型。 在这个项目中,PI计划从基本物理保护法的角度解决问题,逐渐建立了更精细的海上数学模型。 这项工作的最终社会影响将是通过改善数值天气模型的改善,这将转化为更好的飓风及其影响。 该项目还将代表一所历史悠久的黑人学院和大学的研究和教育。该PI计划开发数学上严格且物理上合理的模型的海洋大气边界层模型,这些模型充满了蒸发的海上喷雾剂,并对模型进行数值和渐近分析,以创建对热带循环动力学和结构的海上喷雾效应的有效参数。 起点将是一系列基本的保护法,该法律将应用于系统地逐步发展更全面的模型,以使新添加的物理因素的影响可以清楚地识别。 在开发该模型的第一个目标下,PI计划了宏观尺度,多流体传输方程的推导,多相湍流模型的配方以及对液滴种群动态的分析。 该模型的渐近和数值分析将通过执行定期的渐近扩展,奇异渐近扩展以及对模型的数值分析来进行。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来通过评估来通过评估来支持的。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Investigation of Sea Spray Effect on the Vertical Momentum Transport Using an Eulerian Multifluid-Type Model
使用欧拉多流体模型研究海浪喷雾对垂直动量传输的影响
- DOI:10.1175/jpo-d-21-0127.1
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:Rastigejev, Yevgenii;Suslov, Sergey A.
- 通讯作者:Suslov, Sergey A.
Effect of Evaporating Sea Spray on Heat Fluxes in a Marine Atmospheric Boundary Layer
- DOI:10.1175/jpo-d-18-0240.1
- 发表时间:2019-07
- 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:Y. Rastigejev;S. Suslov
- 通讯作者:Y. Rastigejev;S. Suslov
Optimized wavelet‐based adaptive mesh refinement algorithm for numerical modeling of three‐dimensional global‐scale atmospheric chemical transport
- DOI:10.1002/qj.3752
- 发表时间:2020-02
- 期刊:
- 影响因子:8.9
- 作者:A. Semakin;Y. Rastigejev
- 通讯作者:A. Semakin;Y. Rastigejev
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Yevgeniy Rastigeyev其他文献
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