大气科学
大氣科學
대기과학
CHINESE JOURNAL OF ATMOSPHERIC SCIENCES
2013年
4期
852-862
,共11页
阴阳网格%质量守恒%数值稳定性%计算精度
陰暘網格%質量守恆%數值穩定性%計算精度
음양망격%질량수항%수치은정성%계산정도
Yin-Yang grid%Mass conservation%Mumerical instability%Computational accuracy
质量守恒数值计算是球面准均匀阴阳网格构造全球大气环流模式的重要条件,也是提高阴阳网格应用质量的重要技术手段.本文针对通量形式平流方程,在球面坐标上采用多种理想数值试验对阴阳网格上的三种守恒计算方案和边界插值非守恒计算方案进行了比较检验.发现,质量守恒方案不仅对全球数值积分重要,还影响数值计算精度,满足局地守恒条件的全球强迫守恒方法可以获得较高的精度；网格内质量均匀分布的阴阳网格边界通量一致性守恒强迫计算方案,实现了在不增加计算误差条件下保证局地和全球守恒的目的,且具有很小的计算负担,可以作为阴阳网格上全球质量强迫守恒的有效计算方案;而网格质量的线性分布可以有效提高阴阳网格的数值积分计算精度,但在一定程度上会增加计算负担.
質量守恆數值計算是毬麵準均勻陰暘網格構造全毬大氣環流模式的重要條件,也是提高陰暘網格應用質量的重要技術手段.本文針對通量形式平流方程,在毬麵坐標上採用多種理想數值試驗對陰暘網格上的三種守恆計算方案和邊界插值非守恆計算方案進行瞭比較檢驗.髮現,質量守恆方案不僅對全毬數值積分重要,還影響數值計算精度,滿足跼地守恆條件的全毬彊迫守恆方法可以穫得較高的精度；網格內質量均勻分佈的陰暘網格邊界通量一緻性守恆彊迫計算方案,實現瞭在不增加計算誤差條件下保證跼地和全毬守恆的目的,且具有很小的計算負擔,可以作為陰暘網格上全毬質量彊迫守恆的有效計算方案;而網格質量的線性分佈可以有效提高陰暘網格的數值積分計算精度,但在一定程度上會增加計算負擔.
질량수항수치계산시구면준균균음양망격구조전구대기배류모식적중요조건,야시제고음양망격응용질량적중요기술수단.본문침대통량형식평류방정,재구면좌표상채용다충이상수치시험대음양망격상적삼충수항계산방안화변계삽치비수항계산방안진행료비교검험.발현,질량수항방안불부대전구수치적분중요,환영향수치계산정도,만족국지수항조건적전구강박수항방법가이획득교고적정도；망격내질량균균분포적음양망격변계통량일치성수항강박계산방안,실현료재불증가계산오차조건하보증국지화전구수항적목적,차구유흔소적계산부담,가이작위음양망격상전구질량강박수항적유효계산방안;이망격질량적선성분포가이유효제고음양망격적수치적분계산정도,단재일정정도상회증가계산부담.
