numerical solution of conservative form of two-dimensional compressible and non-hydrostatic equations of the atmosphere using second-order maccormack method

نویسندگان

سرمد قادر

دانشیار، گروه فیزیک فضا، مؤسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران عباسعلی علی اکبری بیدختی

استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران سعید فلاحت

دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه فیزیک فضا، مؤسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران

چکیده

this work reports the results of the application of the second-order maccormack method for numerical solution of‎ the conservative form of two-dimensional non-hydrostatic and fully compressible navier-stokes equations governing an inviscid and adiabatic atmosphere‎. various aspects of the computational approach such as discretization of the governing equations for the interior and boundary points‎, ‎the details of implementation of boundary conditions for different boundary types, i.e., ‎rigid and open boundaries‎, ‎time step‎, ‎grid resolution and dissipation are presented‎. in addition, it is shown that application of the second-order maccormack scheme to spatial discretization of the source term in the vertical momentum equation of two-dimensional non-hydrostatic and fully compressible navier-stokes equations ‎needs special treatment‎. ‎in other words‎, ‎the spatial discretization of this source term should be consistent with the hydrostatic equation and must not degrade its balance‎. ‎the details of the procedure to reach the discretized version of the vertical momentum equation are also presented. ‎several well known test cases including evolution of a warm bubble in a neutral atmosphere (in domains with rigid and open boundary conditions), evolution of a cold bubble in a neutral atmosphere (density current benchmark proposed by straka et al. (1993)) and a gravity current, ‎are used for numerical experiments. qualitative and quantitative comparisons indicate the validity of the results and show that the results of the second-order maccormack scheme are in good agreement with the published results for the evolution of the warm bubble and the reference solution presented by straka et al.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

existence and approximate $l^{p}$ and continuous solution of nonlinear integral equations of the hammerstein and volterra types

بسیاری از پدیده ها در جهان ما اساساً غیرخطی هستند، و توسط معادلات غیرخطی ‎‏بیان شد‎‎‏ه اند. از آنجا که ظهور کامپیوترهای رقمی با عملکرد بالا، حل مسایل خطی را آسان تر می کند. با این حال، به طور کلی به دست آوردن جوابهای دقیق از مسایل غیرخطی دشوار است. روش عددی، به طور کلی محاسبه پیچیده مسایل غیرخطی را اداره می کند. با این حال، دادن نقاط به یک منحنی و به دست آوردن منحنی کامل که اغلب پرهزینه و ...

15 صفحه اول

NON-STANDARD FINITE DIFFERENCE METHOD FOR NUMERICAL SOLUTION OF SECOND ORDER LINEAR FREDHOLM INTEGRO-DIFFERENTIAL EQUATIONS

In this article we have considered a non-standard finite difference method for the solution of second order  Fredholm integro differential equation type initial value problems. The non-standard finite difference method and the composite trapezoidal quadrature method is used to transform the Fredholm integro-differential equation into a system of equations. We have also developed a numerical met...

متن کامل

buckling of viscoelastic composite plates using the finite strip method

در سال های اخیر، تقاضای استفاده از تئوری خطی ویسکوالاستیسیته بیشتر شده است. با افزایش استفاده از کامپوزیت های پیشرفته در صنایع هوایی و همچنین استفاده روزافزون از مواد پلیمری، اهمیت روش های دقیق طراحی و تحلیل چنین ساختارهایی بیشتر شده است. این مواد جدید از خودشان رفتارهای مکانیکی ارائه می دهند که با تئوری های الاستیسیته و ویسکوزیته، نمی توان آن ها را توصیف کرد. این مواد، خواص ویسکوالاستیک دارند....

a case study of the two translators of the holy quran: tahereh saffarzadeh and laleh bakhtiar

بطورکلی، کتاب های مقدسی همچون قران کریم را خوانندگان میتوان مطابق با پیش زمینه های مختلفی که درند درک کنند. محقق تلاش کرده نقش پیش زمینه اجتماعی-فرهنگی را روی ایدئولوژی های مترجمین زن و در نتیجه تاثیراتش را روی خواندن و ترجمه آیات قرآن کریم بررسی کند و ببیند که آیا تفاوت های واژگانی عمده ای میان این مترجمین وجود دارد یا نه. به این منظور، ترجمه 24 آیه از آیات قرآن کریم مورد بررسی مقایسه ای قرار ...

15 صفحه اول

Numerical solution of a class of nonlinear two-dimensional integral equations using Bernoulli polynomials

In this study, the Bernoulli polynomials are used to obtain an approximate solution of a class of nonlinear two-dimensional integral equations. To this aim, the operational matrices of integration and the product for Bernoulli polynomials are derived and utilized to reduce the considered problem to a system of nonlinear algebraic equations. Some examples are presented to illustrate the efficien...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید


عنوان ژورنال:
فیزیک زمین و فضا

جلد ۳۷، شماره ۲، صفحات ۱۷۱-۱۹۱

کلمات کلیدی
this work reports the results of the application of the second order maccormack method for numerical solution of‎ the conservative form of two dimensional non hydrostatic and fully compressible navier stokes equations governing an inviscid and adiabatic atmosphere‎. various aspects of the computational approach such as discretization of the governing equations for the interior and boundary points‎ ‎the details of implementation of boundary conditions for different boundary types i.e. ‎rigid and open boundaries‎ ‎time step‎ ‎grid resolution and dissipation are presented‎. in addition it is shown that application of the second order maccormack scheme to spatial discretization of the source term in the vertical momentum equation of two dimensional non hydrostatic and fully compressible navier stokes equations ‎needs special treatment‎. ‎in other words‎ ‎the spatial discretization of this source term should be consistent with the hydrostatic equation and must not degrade its balance‎. ‎the details of the procedure to reach the discretized version of the vertical momentum equation are also presented. ‎several well known test cases including evolution of a warm bubble in a neutral atmosphere (in domains with rigid and open boundary conditions) evolution of a cold bubble in a neutral atmosphere (density current benchmark proposed by straka et al. (1993)) and a gravity current ‎are used for numerical experiments. qualitative and quantitative comparisons indicate the validity of the results and show that the results of the second order maccormack scheme are in good agreement with the published results for the evolution of the warm bubble and the reference solution presented by straka et al.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023