Сравнение турбулентных замыканий в одномерной модели водоема
Автор: Богомолов В.Ю., Степаненко В.М.
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Механика
Статья в выпуске: 4 (36) т.9, 2017 года.
Бесплатный доступ
В рамках одномерных моделей озера наиболее распространенными турбулентными замыканиями являются - модель и замыкание Хендерсон-Селлерс. В силу большо- го различия в вычислительной сложности и других математических свойствах между этими параметризациями возникает вопрос о точности численного решения уравнений модели водоема. Для анализа точности численного решения и скорости его сходимости при различных вариантах - замыкания и параметризации Хендерсон-Селлерс, а также оценки правильности воспроизведения основных физических механизмов пере- мешивания в водоеме в данной работе были проведены численные эксперименты для идеализированных течений и для конкретного озера. Численные эксперименты пока- зали, что модель с замыканием - может давать гладкое решение только с шагом по времени Δ�
Одномерная модель водоема, турбулентное замыкание, численные эксперименты
Короткий адрес: https://sciup.org/142215006
IDR: 142215006
Список литературы Сравнение турбулентных замыканий в одномерной модели водоема
- Forbes G.S., Merritt J.M. Mesoscale vortices over the Great Lakes in wintertime//Mon. Wea. Rev. 1984. V. 112. P. 377-381.
- Bonan G.B. Sensitivity of a GCM simulation to inclusion of inland water surfaces//J. Climate. 1995. V. 8. P. 2691-2704.
- Hostetler S.W., Bartlein P.J. Simulation of lake evaporation with application to modeling lake level variations of Harney-Malheur Lake//Water Resour. Res. 1990. V. 26. P. 361-369.
- Mironov D., Rontu L., Kourzeneva E., Terzhevik A. Towards improved representation of lakes in numerical weather prediction and climate models//Boreal Environ. Res. 2010. V. 15. P. 97-99.
- Dutra E., Stepanenko V.M., Balsamo G., Viterbo P., Miranda A., Mironov D., Schar C. An offline study of the impact of lakes on the performance of the ECMWF surface scheme//Boreal Environ. Res. 2010. V. 15. P. 100-112.
- Walter K.M., Smith L.C., Chapin F.S. Methane bubbling from northern lakes: Present and future contributions to the global methane budget//Philos. Trans. R. Soc. A. 2007. V. 365. P. 1657-1676.
- Stepanenko V., Mammarella I., Ojala A., Miettinen H., Lykosov V., Vesala T. LAKE 2.0: a model for temperature, methane, carbon dioxide and oxygen dynamics in lakes//Geosci. Model Dev., 2016. V. 9. P. 1977-2016.
- Subin Z.M., Riley W.J., Mironov D. An improved lake model for climate simulations: Model structure, evaluation, and sensitivity analyses in CESM1//J. Adv. Model. Earth Syst. 2012. V. 4. M02001.
- Степаненко В.М., Мачульская Е.Е., Глаголев М.В., Лыкосов В.Н. Моделирование эмиссии метана из озер зоны вечной мерзлоты. Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2011. Т. 47, № 2. P. 275-288.
- Kunz R.F., Lakshminarayana B. Stability of Explicit Navier-Stokes Procedures Using K- and K-/algebraic Reynolds Stress Turbulence Models//Journal of Computational Physics. 1992. V. 103. N 1. P. 141-159.
- Lotstedt P., Carlbom P. Stability and non-normality of the � -𝜀 equations//Fuel and Energy Abstracts. 1997. V. 83. N 1. P. 11-37.
- Henderson-Sellers B. New formulation of eddy diffusion thermocline models//New formulation of eddy diffusion thermocline models. 1985. V. 9. N 6. P. 411-446.
- Bogomolov V., Stepanenko V., Volodin E. Development of lake parametrization in the INMCM climate model//IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2016. V. 48.012005.
- Колмогоров А.Н. Рассеяние энергии при локально изотропной турбулентности//Доклады Академии Наук СССР. 1941. Т. XXXII, № 1. С. 19-21.
- Canuto V.М. Turbulent convection with overshooting: Reynolds stress approach//Journal of Astrophysics. 1992. V. 392. P. 218-232.
- Galperin B., Kantha L., Hassid S., Rosati A. A Quasi-equilibrium Turbulent Energy Model for Geophysical Flows//J. Atmos. Sci. 1988. V. 45. P. 55-62.
- Kato H., Phillips О.M. On the penetration of a turbulent layer into stratified fluid//J. Fluid Mech. 1969. V. 37. P. 643-655.
- Price J.F. On the scaling of stress-driven entrainment experiments//Fuel and Energy Abstracts, 1979. V. 90, N 1. P. 509-529.
- Deleersnijder E., Luyten P. On the practical advantages of the quasi-equilibrium version of the Mellor and Yamada level 2.5 turbulence closure applied to marine modelling//App. Math. Modelling. 1994. V. 18. P. 281-287.
- Burchard H., Baumert H. The formation of estuarine turbidity maxima due to density effects in the salt wedge. A hydrodynamic process study//J. Phys. Oceanogr. 1998. V. 28, N 1. P. 309-321.
- Mammarella I., Nordbo A., Rannik U., Haapanala S., Levula J., Laakso H., Ojala A., Peltola O., Heiskanen J., Pumpanen J., Vesala T. Carbon dioxide and energy fluxes over a small boreal lake in Southern Finland//J. Geophys. Res. Biogeo. 2015. V. 120. N C21. P. 1296-1314.
- Goudsmit G.H. Application of � -𝜀 turbulence models to enclosed basins: The role of internal seiches//J. Geophys. Res. 2002. V. 107. N C21. P. 23-1-23-13.
- Smith I.R. Hydraulic conditions in isothermal lakes//Freshwater Biology. 1979. V. 9. N C21. P. 119-145.
