Earth system models are composed of coupled components that separately model systems such as the global atmosphere, ocean, and land surface. While these components are well developed, coupling them in a single system can be a significant challenge. Computational efficiency, accuracy, and stability are principal concerns. In this study we focus on these issues. In particular, implicit-explicit (IMEX) tight and loose coupling strategies are explored for handling different time scales. For a simplified model for the air-sea interaction problem, we consider coupled compressible Navier-Stokes equations with an interface condition. Under the rigid-lid assumption, horizontal momentum and heat flux are exchanged through the interface. Several numerical experiments are presented to demonstrate the stability of the coupling schemes. We show both numerically and theoretically that our IMEX coupling methods are mass conservative for a coupled compressible Navier-Stokes system with the rigid-lid condition.


翻译:地球系统模型由诸如全球大气、海洋和陆地表面等不同的模型系统组成。 这些元件虽然发展良好,但将它们合并成一个单一系统可能是一项重大挑战。 计算效率、准确性和稳定性是主要问题。 在本研究中,我们注重这些问题。 特别要探索隐含的(IMEX)紧密和松散的混合战略,以便处理不同的时间尺度。 对于空气-海洋相互作用问题的简化模型,我们考虑将压缩式导航-斯托克斯方程式与界面条件结合起来。 在硬滑式假设下,横向动力和热通量通过界面进行交换。 我们用数字实验来显示组合计划的稳定性。 我们从数字和理论上都表明,我们的IMEX组合方法对于结合的可压缩导航-斯托克斯系统与僵硬滑式条件是十分保守的。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
计算机类 | 低难度国际会议信息6条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年4月28日
已删除
将门创投
10+阅读 · 2019年3月6日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
ACM UMAP 2018:用户建模与个性化国际会议征搞
LibRec智能推荐
4+阅读 · 2017年10月9日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月17日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
计算机类 | 低难度国际会议信息6条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年4月28日
已删除
将门创投
10+阅读 · 2019年3月6日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
ACM UMAP 2018:用户建模与个性化国际会议征搞
LibRec智能推荐
4+阅读 · 2017年10月9日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员