CAJ | 학술논문

从三维大气运动的基本控制方程出发,基于MPI消息传递接口和区域分解的思想,建立了模拟三维可压缩大气中重力波传播过程的并行数值模式,在对垂直方向进行区域分解的基础上,针对跳点网格的特点,以垂直速度主格点线为子区域的下边界,状态变量主格点线为子区域的上边界进行区域分解.利用MPI消息传递接口来传递计算各子区域中变量时所要用到的相邻子区域上相应变量,从而顺利地完成对整个计算域的并行计算.根据线性重力波理论,通过模拟小振幅重力波的传播过程对所建模式进行了验证.结果表明,模式可以很好地模拟小振幅重力波在三维空间中的传播过程,模拟的重力波振幅随着传播高度的增加以指数形式增长,对能量传播路径以及有效扰动位能和扰动动能的模拟结果均与理论预测的结果吻合很好.另外,随着进程个数的增加,完成相同的计算量所用的计算时间也显著减少.这表明本文建立的并行数值模式不但能够很好的模拟重力波的传播过程,而且能够有效地节约计算时间.
종삼유대기운동적기본공제방정출발,기우MPI소식전체접구화구역분해적사상,건립료모의삼유가압축대기중중력파전파과정적병행수치모식,재대수직방향진행구역분해적기출상,침대도점망격적특점,이수직속도주격점선위자구역적하변계,상태변량주격점선위자구역적상변계진행구역분해.이용MPI소식전체접구래전체계산각자구역중변량시소요용도적상린자구역상상응변량,종이순리지완성대정개계산역적병행계산.근거선성중력파이론,통과모의소진폭중력파적전파과정대소건모식진행료험증.결과표명,모식가이흔호지모의소진폭중력파재삼유공간중적전파과정,모의적중력파진폭수착전파고도적증가이지수형식증장,대능량전파로경이급유효우동위능화우동동능적모의결과균여이론예측적결과문합흔호.령외,수착진정개수적증가,완성상동적계산량소용적계산시간야현저감소.저표명본문건립적병행수치모식불단능구흔호적모의중력파적전파과정,이차능구유효지절약계산시간.