用于强变粘度三维地幔对流的伪可压缩性多重网格迭代算法
地球物理
2009-11-10 v1
摘要
提出了一种求解强变粘度地幔对流问题的数值算法。高粘性不可压缩流体的质量和动量守恒方程通过多重网格方法结合伪可压缩性和局部时间步进技术进行迭代求解。该算法适用于大规模三维数值模拟，因为（i）不需要额外矩阵的存储，且（ii）向量化和并行化直接明了。本算法已纳入基于三维矩形域有限体积离散化的地幔对流模拟程序中。与先前包括温度和/或深度相关粘度的二维和三维计算的基准比较表明，即使在粘度变化达几个数量级的情况下，也能成功重现准确结果。通过增加多重网格操作过程中的前后平滑计算，可以显著提高数值方法对粘度变化的鲁棒性，并且对于高达1e10的全局粘度变化可以实现收敛。
引用
@article{arxiv.physics/0410249,
title = {Multigrid iterative algorithm using pseudo-compressibility for three-dimensional mantle convection with strongly variable viscosity},
author = {Masanori Kameyama and Akira Kageyama and Tetsuya Sato},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0410249},
year = {2009}
}
备注
31 pages, 20 Encapsuled Postscript figures, uses mypaper.sty elsart.cls elsart-num.bst