Applications of flexible spatial and temporal discretization techniques to a numerical weather prediction model

沃罗诺图 离散化 多边形网格 数值天气预报 网格 计算机科学 大气模式 网格生成 计算科学 有限体积法 形心Voronoi细分 算法 应用数学 数学优化 气象学 数学 几何学 有限元法 机械 数学分析 地理 物理 计算机图形学(图像) 热力学
作者
Chi-Chiu Cheung,Chi‐Yung Tam,W. Y. Leung,Ka Ki Ng,Wai‐Pang Sze
标识
DOI:10.1145/3539781.3539790
摘要

Numerical weather prediction is carried out by solving a set of governing partial differential equations (PDEs) based on fluid dynamics and thermodynamics principles, together with parameterizations of unresolved important physical processes. The Model for Prediction Across Scales - Atmosphere (MPAS-A) uses Spherical Centroidal Voronoi Tessellations (SCVT) to discretize the atmosphere spatially and an horizontally explicit finite volume method to time-integrate the PDEs. The use of a variable-resolution SCVT mesh, such as the 60km-to-3km mesh with circular region of refinement, can achieve good results in numerical weather prediction. However, MPAS-A uses a globally uniform time-step that needs to satisfy the Courant-Friedrichs-Lewy condition for the smallest mesh cells, and the computational cost would be unpractically large if the finest resolution is pushed further down like 1km. We modified the MPAS-A source code to support the use of hierarchical time steps for regions with different grid spacing ranges. This enables small regions of very fine resolution to be incorporated in a global mesh while saving computational cost for the rest of the globe. Moreover, we implemented a software tool for the generation of SCVT meshes with arbitrarily-shaped, hierarchical refinement regions. Both features enable using a global atmospheric model for regional or local high-resolution weather forecasting with affordable computational resources.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
任伟超发布了新的文献求助10
2秒前
Rec完成签到 ,获得积分10
2秒前
奋斗的小林完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
花花酱完成签到 ,获得积分10
4秒前
张瑞雪发布了新的文献求助10
5秒前
Ava应助moseslove采纳,获得10
5秒前
auiin完成签到,获得积分10
6秒前
隐形曼青应助真的很困采纳,获得10
7秒前
黑夜做着白日梦完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
温浩完成签到,获得积分20
7秒前
阳光发布了新的文献求助10
9秒前
wanci应助任伟超采纳,获得10
10秒前
siny完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
liwu完成签到,获得积分10
11秒前
111完成签到,获得积分10
12秒前
追寻冰淇淋完成签到,获得积分10
12秒前
飘逸的小天鹅完成签到,获得积分10
13秒前
liwu发布了新的文献求助10
16秒前
旺旺仙貝发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
19秒前
萌面大侠完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
隐形曼青应助EDEN采纳,获得10
20秒前
折颜完成签到,获得积分10
20秒前
LDDD发布了新的文献求助30
20秒前
21秒前
成就夜柳发布了新的文献求助10
22秒前
lili应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
蜡笔小哐完成签到,获得积分10
23秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
Transdermal drug delivery systems market size report 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7642018
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9215136
关于积分的说明 19767722
捐赠科研通 7207488
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276306
关于科研通互助平台的介绍 2438071
邀请新用户注册赠送积分活动 2274060