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Numerische Modellierung

In Ozeanographie, die Vorhersage der Flow Evolution über numerische Konstruktion von ungefähre Lösungen zu den regierenden Gleichungen. Lösungen werden ermittelt, indem die zeitliche und räumliche Derivate diskrete Werte zuweisen, um die regierenden Differentialgleichungen in algebraische Gleichungen umwandeln, die mithilfe von computergestützte Methoden gelöst werden können. Da computational Ressourcen endlich sind, keine Technik eignet sich für alle Anwendungen. Einige Modelle definieren die Gleichungen auf sehr feine räumlichen Abständen (siehe direkte numerische Simulation). Dieser Ansatz liefert Lösungen, die sind sehr genau, aber nur kleine räumliche Bereiche umfassen (räumlichen Skalen von wenigen Metern, derzeit). Das andere extrem, einige Modelle umfassen gesamten Ozean Becken mit großen räumlichen Abständen (hunderte von Kilometern). Hier, Angleichung der ungelösten Bewegungen ist eine wichtige und schwierige Frage (siehe sehr große Eddy Simulation). Ähnliche vor-und Nachteile müssen im Hinblick auf zeitliche Lösungen erfolgen. Numerische Modelle unterscheiden sich auch in den Gleichungen und Randbedingungen, die beschäftigt sind. Das allgemeinste Modell üblicherweise in Ozeanographie umfasst Impulserhaltung über die inkompressiblen Navier-Gleichungen mit der Boussinesq-Approximation, Massenerhaltung Incompressibility Zustand und Gleichungen, die Erhaltung der Wärmeenergie und Salz (z. B. Gill 1982) zum Ausdruck zu bringen. Für umfangreiche Anwendungen, hydrostatische Angleichung erfolgt in der Regel. Die vertikale Koordinate kann die geometrische Höhe oder ein bequemer Ersatz wie Dichte, Druck, Logarithmus des Drucks oder der potentiellen Temperatur. Oberfläche-Randbedingungen in der Regel schnelles Ströme der Dynamik, Wärme, und Süßwasser aus der Atmosphäre. Becken-Modelle verwenden Randbedingungen, die die Auswirkungen der unteren Topographie anzugleichen. Smaller-Scale-Modelle in der Regel angeben, periodische Bedingungen an den Seiten und ein Energie-Strahlungsbedingung an der Unterseite. Siehe auch Spalte Model, gemischte Schicht Model, Modell gekoppelt.

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Penulis

  • Ulrich
  • (Berlin, Germany)

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