求解 Eady 切片方程几何方法的新实现

Charlie P. Egan; David P. Bourne; Colin J. Cotter; Mike J. P. Cullen; Beatrice Pelloni; Steven M. Roper; Mark Wilkinson

doi:10.1016/j.jcp.2022.111542

求解 Eady 切片方程几何方法的新实现

数值分析 2022-11-11 v2 数值分析

作者: Charlie P. Egan , David P. Bourne , Colin J. Cotter , Mike J. P. Cullen , Beatrice Pelloni , Steven M. Roper , Mark Wilkinson

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摘要

我们提出了一种 Cullen & Purser (1984) 几何方法的新实现，用于求解模拟大尺度大气流动和锋生过程的半地转 Eady 切片方程。几何方法是一种拉格朗日离散化，其中偏微分方程由一个粒子系统来近似。该离散化的一个重要性质是它保持能量守恒。我们用半离散最优传输理论的语言重新表述了该几何方法，并以此为基础开发了一种快速实现，将数值最优传输理论的最新成果与一种新颖的自适应时间步进方案相结合。我们的结果实现了 Eady-Boussinesq 垂直切片方程与其半地转近似之间的受控比较。我们提供了进一步的证据表明，当 Rossby 数趋于零时，Eady-Boussinesq 垂直切片方程的弱解收敛于半地转 Eady 切片方程的弱解。

关键词

半地转 Eady 切片方程几何方法最优传输锋生过程拉格朗日离散化能量守恒

引用

@article{arxiv.2203.04903,
  title  = {A new implementation of the geometric method for solving the Eady slice equations},
  author = {Charlie P. Egan and David P. Bourne and Colin J. Cotter and Mike J. P. Cullen and Beatrice Pelloni and Steven M. Roper and Mark Wilkinson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04903},
  year   = {2022}
}

备注

43 pages, 9 figures

求解 Eady 切片方程几何方法的新实现

摘要

关键词

引用

备注

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