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大气波动传播问题的一种无反射数值边界格式
  • ISSN号:0254-6124
  • 期刊名称:《空间科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:P353[天文地球—空间物理学;天文地球—地球物理学]
  • 作者机构:[1]中国科学院空间科学与应用研究中心空间天气学重点实验室,北京100080, [2]中国科学院研究生院
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(40336054),国家重点基础研究专项经费(G2000078407)和国家杰出青年科学基金项目(40225011)共同资助
中文摘要:

根据无反射边界条件的基本原则,考虑到高阶的数值边界格式可以减小边界误差和虚假反射,利用曲线拟合中最小二乘法的思想,提出了一种高阶的光滑拟合外推边界格式(SFEBS).因为大气运动的控制方程简化后可以归结为一个对流方程,所以作为边界格式之间的比较和检验,在一维情况下用对流方程和数值模拟中具有代表性的波包和激波作为算例,将其与传统的基于Taylor展开思想构造的边界条件(TEBS)进行了比较.计算结果表明,在高阶情况下,用SFEBS计算波动传播问题的虚假反射约为用同阶TEBS计算的1/6,说明高阶的SFEBS可以作为一种很好的无返射数值边界格式.为今后模拟大气波动提供了一种很好的数值边界格式.

英文摘要:

According to the fundamental principle of non-reflection boundary conditions and considering the fact that high order numerical boundary schemes can decrease the boundary error and spurious reflections, in this paper, a high order Smooth Fitting Extrapolate Boundary Scheme (SFEBS) is proposed by using the method of the least squares for data fitting. Since the governing equations for atmosphere movement can be reduced to a convective equation, so, to verify the validity of SFEBS, the propagation of one dimensional wave packet and shock governed by convective equation are simulated and compared with the boundary scheme that is based on the idea of Taylor series expansion (TEBS hereafter). The numerical results show that, the spurious reflections that calculated by high order SFEBS is about 1/6 of that calculated by the same order TEBS. This shows that SFEBS is a better numerical boundary scheme for outflow boundary. SFEBS will be a very good numerical boundary scheme for the numerical simulation of atmosphere waves with wide spectrum.

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期刊信息
  • 《空间科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院空间中心
  • 主编:吴季
  • 地址:北京8701信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjss@nssc.ac.cn
  • 电话:010-62582788
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6124
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1783/V
  • 邮发代号:2-562
  • 获奖情况:
  • 核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:3704