بررسی اثر پخش عددی بر دقت حل عددی معادلات آب کم‌عمق

نویسندگان

  • سرمد قادر دانشیار، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
  • علیرضا محب‌الحجه دانشیار، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
  • مرضیه شریفی‌دوست دانش‌آموخته کارشناسی ارشد هواشناسی، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
چکیده مقاله:

هنگام حل عددی شکل اویلری معادلات آب کم‌عمق، مهار ناپایداری غیرخطی و جلوگیری از بروز آن لازم است. یک راه حل رایج، اضافه کردن یک جمله فراپخش به معادله تاوایی است. در تحقیق حاضر، سه روش با توانایی تفکیک زیاد یعنی روش‌‌های اَبَرفشرده مرتبه ششم، فشرده مرتبه چهارم و روش طیفی‌وار و نیز روش مرتبه دوم مرکزی برای حل عددی معادلات آب کم‌عمق در صفحه مورد استفاده قرار می‌گیرند. سپس اثر استفاده از توان‌های متفاوت در جمله فراپخش بر دقت حل معادلات آب کم‌عمق در طرحواره‌های متفاوت مورد آزمایش قرار می‌گیرد. همچنین نحوه به‌کار‌گیری یک پالایه فشرده درحکم راه حلی جایگزین برای مهار ناپایداری غیرخطی در روش‌های فشرده نیز بررسی می‌شود. در انتها نتایج حاصل از شبیه‌سازی معادلات آب کم‌عمق با استفاده از روش‌های مورد بررسی و اثر میزان پخش عددی بر دقت حل آنها، از دو دیدگاه خطای جرم و نبود توازن مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که برای روش مرتبه دوم مرکزی که یک روش با توانایی تفکیک پایین است، انتخاب توان جمله فراپخش با توجه به تفکیک شبکه محدودیت دارد. از دیدگاه خطای جرم و نیز نبود توازن، استفاده از جمله فراپخش مرتبه دوم، نتیجه معکوس بر دقت حل می‌گذارد. همچنین استفاده از جمله فراپخش مرتبه شش و پالایه فشرده مرتبه هشت با استفاده از روش اَبَرفشرده مرتبه ششم و روش طیفی‌وار نتیجه تقریباً یکسانی را به‌دست می‌دهد.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی اثر پخش عددی بر دقت حل عددی معادلات آب کم عمق

هنگام حل عددی شکل اویلری معادلات آب کم عمق، مهار ناپایداری غیرخطی و جلوگیری از بروز آن لازم است. یک راه حل رایج، اضافه کردن یک جمله فراپخش به معادله تاوایی است. در تحقیق حاضر، سه روش با توانایی تفکیک زیاد یعنی روش های اَبَرفشرده مرتبه ششم، فشرده مرتبه چهارم و روش طیفی وار و نیز روش مرتبه دوم مرکزی برای حل عددی معادلات آب کم عمق در صفحه مورد استفاده قرار می گیرند. سپس اثر استفاده از توان های متفاو...

متن کامل

حل عددی معادلات آب کم‌عمق با استفاده از روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم

در این تحقیق، حل عددی معادلات آب کم‌عمق غیرخطی در صفحه f برحسب میدان‌های ارتفاع، واگرایی و تاوایی با استفاده از روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم مورد بررسی قرار می‌گیرد و نتایج آن با روش‌های مرتبه دوم مرکزی، فشرده مرتبه چهارم، اَبَرفشرده مرتبه ششم و طیفی‌وار مقایسه می‌شود. برای این منظور، یک جت مداری به‌منزلة شرایط اولیه درنظر گرفته می‌شود که با گذشت زمان به ساختارهایی پیچیده با مقیاس کوچک‌تر ...

متن کامل

حل عددی معادلات آب کم‌عمق یک‌بُعدی با روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم

مطالعه فیزیکی معادلات آب کم‌عمق یکی از مسائل مطرح در دینامیک شاره‌های ژئوفیزیکی است. در این کار به بررسی عملکرد روش فشرده ترکیبی مرتبه ششم برای حل عددی معادلات آب کم‌عمق یک‌بُعدی پرداخته می‌شود. برای مقایسه حل عددی با سایر روش‌های تفاضل‌متناهی، معادلات آب کم‌عمق یک‌بعدی به سه روش حل شده و نتایج حاصل برای یک آزمون موردی مقایسه می‌شود. در این حل عددی، برای انتگرال‌گیری بخش زمانی معادلات از روش...

متن کامل

حل عددی معادلات آب کم‌عمق با روش مک‌کورمک فشرده مرتبه چهارم

کار حاضر، به اعمال روش مک‌کورمک فشرده مرتبه چهارم برای حل عددی شکل پایستار معادلات آب کم‌عمق، می‌پردازد. گسسته‌سازی مکانی روش مک‌کورمک فشرده مرتبه چهارم با دو طرحواره به نام‌های 2/4 و 4/4 و پیمایش زمانی این روش نیز، با روش-های اصلی و رونگ-کوتا معرفی می‌شوند. یک معادله ساده خطی، یعنی، معادله فرارفت یک‌بعدی که دارای حل تحلیلی می‌باشد، با استفاده از روش‌های مک‌کورمک مرتبه دوم و مک‌کورمک فشرده مرتب...

متن کامل

حل عددی معادلات آب کم عمق با استفاده از روش فشرده

در این مقاله حل عددی شکل پایستار معادلات اب کم عمق در صفحه b با استفاده از روش فشرده مرتبه چهارم ارائه می شود . معادلات آب کم عمق در واقع بیان کننده حرکت یک جو یا اقیانوس یک لایه ای همراه با تقریب هیدوستاتیک می باشند، که در انها فرض می شود چگالی ثابت است و علاوه بر آن جو را خشک و هر دو را بدون اصطکاک فرض می کنند. برای گسسته سازی ، معادلات حاصل با استفاده از روش ADI در دوراستای محور های مختصات ش...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 38  شماره 4

صفحات  223- 239

تاریخ انتشار 2013-02-19

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023