用于地球物理湍流的解析与 AI 发现的稳定、准确且可泛化的亚格子尺度封闭模型
大气与海洋物理
2026-01-21 v3 机器学习
摘要
通过结合 AI 和流体物理，我们从少量直接数值模拟（DNS）数据中发现了二维湍流的封闭形式解。采用该封闭模型的大涡模拟（LES）准确且稳定，重现了 DNS 统计量包括极端值的统计。我们还证明该新封闭模型可以从四阶截断泰勒展开推导得出。先前的解析和基于 AI 的工作仅发现了二阶展开，这导致了不稳定的 LES。仅当在稀疏方程发现中同时考虑尺度间能量传递和标准重构准则时，附加项才会出现。
引用
@article{arxiv.2509.20365,
title = {An Analytical and AI-discovered Stable, Accurate, and Generalizable Subgrid-scale Closure for Geophysical Turbulence},
author = {Karan Jakhar and Yifei Guan and Pedram Hassanzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20365},
year = {2026}
}
备注
Main manuscript: 6 pages, 3 figures; End Matter: 1 page, 1 figure; Supplementary Information: 7 pages, 5 figures, 2 tables