分层海洋模型中压强梯度力的高阶精度有限体积格式
大气与海洋物理
2017-06-28 v1 计算物理
流体动力学
摘要
本文描述了一套用于评估分层海洋模型中压强梯度力的高阶精度有限体积格式的开发过程。提出了两种新方案，均基于对相关动量控制体周长上的接触压强力的积分。这两种方法的不同之处在于其控制体几何形状的选择。两种方案均采用高阶精度数值积分技术，以考虑底层状态方程定义和热力学廓线中的非线性，并详细讨论了相关的垂直插值和求积方案的细节。数值实验用于确认两种格式的一致性，并证明新方法在存在强烈倾斜的分层几何形状、非线性状态方程定义和非均匀垂直分层廓线的情况下，仍能维持静力平衡和热压平衡。此外，还显示其中一种方案在存在非线性热力学分层的情况下能保持高度一致性。讨论了将新的压强梯度力格式用于混合垂直坐标和/或地形跟随的通用环流模型。
引用
@article{arxiv.1608.05271,
title = {High-order accurate finite-volume formulations for the pressure gradient force in layered ocean models},
author = {Darren Engwirda and Maxwell Kelley and John Marshall},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.05271},
year = {2017}
}