立方体球上三维可压缩欧拉方程的混合拟谱元模型
数值分析
2020-12-01 v3 数值分析
摘要
本文给出了立方体球上三维旋转可压缩欧拉方程的一个模型。该模型采用混合拟谱元离散，借助所选函数空间的相容性性质实现动能、内能和势能的精确交换。采用 Strang 进位维分裂流程，水平动力学显式求解，垂直动力学隐式求解，以避免垂直声波的 CFL 限制。用于表示水平动力学的函数空间在垂直单元边界处不连续，从而各水平层独立求解，避免求逆全局三维质量矩阵；而用于表示垂直动力学的函数空间在水平单元边界处同样不连续，使得垂直动力学可对各水平单元串行独立求解。该模型在标准的斜压不稳定测试用例（其余为流体静力与地转平衡大气）以及由温度扰动驱动的非静力重力波上进行了验证。
引用
@article{arxiv.1812.04841,
title = {A Mixed Mimetic Spectral Element Model of the 3D Compressible Euler Equations on the Cubed Sphere},
author = {D. Lee and A. Palha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04841},
year = {2020}
}