海洋边界层湍流的降阶准线性模型
大气与海洋物理
2020-04-22 v1 流体动力学
摘要
本文研究了模型降阶与准线性近似在再现海洋表面边界层湍流低阶统计量方面的综合有效性。详细研究了表面强迫热对流和朗缪尔湍流的理想化水平均匀问题。模型降阶通过将控制方程进行伽辽金投影到由本征正交分解确定的模态子集上来实现。在保留不到 0.2% 模态的情况下，降阶准线性模型能够以 30% 以内的误差再现水平平均场的垂直廓线以及某些能量上重要的二阶湍流输运统计量和能量。对于中等大小的基截断，某些统计量接近完全非线性模拟中的结果。因此，基缩减实际上可以提高准线性动力学的精度。一个具有少量总模态数的测试模型展示了随着基尺寸增加，统计量向正确值的非单调收敛。
引用
@article{arxiv.1906.11671,
title = {Reduced-Order Quasilinear Model of Ocean Boundary-Layer Turbulence},
author = {Joseph Skitka and J. B. Marston and Baylor Fox-Kemper},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11671},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 14 figures