دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 83823
ترجمه فارسی عنوان مقاله

فرمولاسیون دقیق با حجم بالا دقیق برای نیروی گرادیان فشار در مدل های اقیانوس لایه ای

عنوان انگلیسی
High-order accurate finite-volume formulations for the pressure gradient force in layered ocean models
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
83823 2017 27 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Ocean Modelling, Volume 116, August 2017, Pages 1-15

ترجمه چکیده
اختلال در نیروی گرادیان فشار افقی در مدل های اقیانوس لایه ای، یک کار چالش برانگیز است، که با تعاملات غیرمعمول بین ترمودینامیک مایع و هندسه لایه ها اغلب منجر به مشکلات عددی می شود. ما در حال ارائه دو طرح محدود حجم جدید برای اپراتور شیب فشار طراحی شده برای رسیدگی به این مسائل است. در هر مورد، شتاب افقی به عنوان یکپارچگی نیروی فشار تماس است که در امتداد محدوده کنترل حجم صدای مرتبط با آن محاسبه می شود. یک جفت طرح جدید توسط کاوش هندسه های مختلف حجم کنترل توسعه داده می شود. غیر خطی بودن در تعریف معادله زیر و پروفیل ترمودینامیک زیرمجموعه با استفاده از چارچوب ادغام عددی دقیق بالا مرتفع می شود که برای حفظ تعادل هیدرواستاتیک به روش غیر خطی طراحی شده است. آزمایش های عددی نشان می دهد که روش های جدید به سطح بالایی از ثبات، حفظ تعادل هیدرواستاتیک و ترمو باریک در حضور هندسه های لایه های شدید شیب دار، پروفیل های غیر خطی معادلات حالت و غیر طبقه بندی عمودی می پردازند. این نتایج نشان می دهد که فرمولاسیون فشارهای جدید فشار ممکن است برای مدل های کلی عمر مفید باشد که از مختصات عمودی ترکیبی و / یا نمایه های زیر زمین استفاده می کنند.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  فرمولاسیون دقیق با حجم بالا دقیق برای نیروی گرادیان فشار در مدل های اقیانوس لایه ای

چکیده انگلیسی

Discretisation of the horizontal pressure gradient force in layered ocean models is a challenging task, with non-trivial interactions between the thermodynamics of the fluid and the geometry of the layers often leading to numerical difficulties. We present two new finite-volume schemes for the pressure gradient operator designed to address these issues. In each case, the horizontal acceleration is computed as an integration of the contact pressure force that acts along the perimeter of an associated momentum control-volume. A pair of new schemes are developed by exploring different control-volume geometries. Non-linearities in the underlying equation-of-state definitions and thermodynamic profiles are treated using a high-order accurate numerical integration framework, designed to preserve hydrostatic balance in a non-linear manner. Numerical experiments show that the new methods achieve high levels of consistency, maintaining hydrostatic and thermobaric equilibrium in the presence of strongly-sloping layer geometries, non-linear equations-of-state and non-uniform vertical stratification profiles. These results suggest that the new pressure gradient formulations may be appropriate for general circulation models that employ hybrid vertical coordinates and/or terrain-following representations.