Merken

Consistent 3D turbulence parametrization in circulation models

Zitierlink des Filmsegments
Embed Code

Automatisierte Medienanalyse

Beta
Erkannte Entitäten
Sprachtranskript
guten Morgen und hier kommt man Freund hat ich möchte zeigen wie wir bei uns am Institut für Atmosphärenphysik versuchen die Turbulenzparameterisierungen unsere globalen zu Bezugsmodell versuchen auf
physikalische konsistente Weise zu gestalten im Wesentlichen geht es darum wie viel Energie in eine Atmosphäre der ANC durch die Verstehensgarantie dem speziell die kinetische Energie die wird eingehen führt durch die 14 Heizung auf großen Skalen dann werden sich in Stabilität und kaskadiert die Knechte und die dann durch verschiedene Frequenzbereiche bis zum Diskurses gar wo sie disziplinieren charakteristisch dabei ist in Atmosphäre das halt bei großen also -minus 3 =ist gleich Gesetze gibt und bei mir ist es kalt und kleinen Skalen -minus 5 3. was halt irgend diese Drogenbereich mitkommen Geoff Turbulenz alles zu verstehen ist wenn wir jetzt aber in die Modellierung aber ein Problem das wir eine begrenzt Auflösung habe und dann ist diese Kaskade von unterbrochen und dort wurde der Effekt dass innerhalb die Kirchen geht in Wärme umgesetzt wird durch die Viskosität spielt auf diesen Skalen überhaupt keine Rolle das in den Modellen die Energie sich aufbaut und das wurde schließlich instabil wird was macht man da man führte eine zusätzliche die Fusion höherer Ordnung ein auf den aufgelösten Skalen dass sie dann halt mal so aus als ob man dann halt einen zusätzlichen Krankheitsbereich hier beim Anpfiff für das Fernsehen auch so weit ganz gut dass wir diese obere reicht dann sehr schön beschrieben werden kann man hat allerdings das Problem dass man nicht nur eine nominelle Auflösung hat sondern hatte zuletzt eine Art effektive Auflösung und alles das was auf diesen kleinen Skalen stattfindet wird einfach weg gedämpft und man hat zwar keine keinerlei interessante Dinge mehr finden das ist für uns alle etwas ungünstig weil wir besonders an so mesoskaligen Sachen gehen in ihrer stattfinden zum Beispiel in der Entstehung und brechen von Schwerewellen wenn es uns deren Auflösung von meinetwegen 60 Kilometern hat der an die Wellenlänge zwischen gleich 120 100 80 Kilometer sind und wenn werden die über die Fusion haben wenn die einfach weg gedämpft und wir können halt nicht aus daher ist unsere Idee dass wir ihr das Ganze als eine Art das in diesem Jahr zum Ansehen und eine Parametrisierung finden oder einsetzen die versucht die Wechselwirkung sich nicht aufrüsten Skalen zu simulieren und dabei ist es durchaus möglich dass dann die nominelle Auflösung verkehrt herum und ihre Auflösung dann halt geringer kann aber wenn wir uns das schmeckt hat ist hat sich kriegen ist wird umso effektiver Auflösung ist das Modell das wir werden ist das ist Nummer 1 geworden das basiert auf Einmischung den Ansatz das heißt die turbulente Diffusion ist gegeben natürlichen durch einen konstanten mit einem Mal der Windscherung wobei wir allerdings eine modifizierte wenn und zwar sowohl mit diesen Parameter aus dem aufgelösten skandieren abschätzen indem es einen nur in bestimmten ist längst kein mal anschauen dort vergleichen wir die aufgelösten Windfelder mit entsprechenden Parametrisierung die wir für diesen Bereich definieren die gleiche Form haben wie die Frau mit diesem für die Subskalen und übertragen hat das Ergebnis dann darauf dass haben wir jetzt für ein Modell mit hoher Auflösung schon vor einigen Jahren angezeigt und das sind dort hat sich in der Lage dann so eine Art überwanden die sind mindestens 3. Bereich zu simulieren was uns allerdings daran durch die Stadt ist das ganze Schloss in seiner Art haben da ist dieser haben ist nicht so stark dass das Modell instabil ist wesentlich lagen mehrere 100 Tage oder so zu simulieren allerdings kann man auch genauso gut argumentieren ja dass die werden die dann halt vielleicht auf diesen kleinen Skalen auftreten ob die auch wirklich so der Realität entsprechen und deswegen von Parametrisierungen oder betrachtet auf 3 verschiedene Arten in Konstanz und das
1. das ist bereits durch den in dieser klassischen Ansatz erfüllt nämlich dass Inhalt dieses Mal wurden die Energie und Drehimpuls erhalten für die Atmosphäre sind auch nicht weiter darauf eingehen das 2. ist die Frage nach der skaleninvariantes denn eine wichtige Eigenschaft die diese Untugend touristischen Bereiche diese 3 keitsbereiche ist die Annahme dass es ganz so irgendwie wie sie jetzt endlich ist was man miteinander und das kann man so ist und man kann zeigen dass es eine zu schriftlich unter 20 Jahre alt ist das das klassische machen wird oder nicht ist keine war ist dass der Name des Mannes wurde ist führt dies aber allerdings ist dass wir uns wehren sich unseres Wissens nach längst nicht so bekannt wie es jetzt zum Beispiel in technische Strömung ist dann könnte man sich halt Modellgleichung anschauen und testen nach Normalfall machen das damit wir von wie Krupp Analyse aber was man gemacht hat der weiß wie aufwendig es ist und ich noch einmal mit da hinzufügen müssen sich die ganze Arbeit noch einmal machen und das aber diese Schritt Schrittfolge sparen haben da ein Invarianz quittieren
entwickelt das im Wesentlichen auf den Skalen Eigenschaften der EU der Gleichungen bot das ist den Hals seines Gang Transformation Mitglied im wesentlich deutlich insgeheim Faktoren die exponentielle an größten 1 multipliziert werden und damit den ist eine beliebige Bestimmungsgrößen jetzt auf der rechten Seite sind aber wichtige können grob Druck ergänzt haben oder Quelltermen und ich jetzt diese transformiert die mit mir so anschaue dann kann ich dann dieses kann Transformation einsetzen stellt fest dass auf der linken Seite des Skalen Faktoren gleich denn ich kann sie nach rechts über schaufeln wenn es sie entspricht die linke Seite und führten zu Angleichung der Original Gleichung umbenannt hat sich das Ganze invariant sein soll dann muss es auch für die rechte Seite gelten und das ist dann in unser Invarianz Kriterium uns hat die schöne Eigenschaft dass es für jeden Termin Gleichung einzeln zu treffen muss das heißt also wenn ich will ist's gezeigt hat man heute gleich +plus 1 damit invariant ist und nicht für eine 2. Parametrisierung B hinzu dann muss ich mir nur diese 2. gesehen die anschauen bei dem Rest weiß ich schon dass das alles stimmt und ersparen auf diese Weise viele Arbeiter und das will ich anhand einiger Beispiele sollte zunächst einmal die alle den gleichen selbst sind es in allen Formen ist in der Form natürlich unsere Invarianz denen diese aufgestellt haben im 1. halt anstatt in in den des großen Bereich übergeben und dann die der Diskurse Inhalt von Bedeutung ist könnte man sagen ok es werden also der alle gleichen hinzugefügt so im übertragenen Sinne und sie müssen nur diesen zusätzlich den Test und stelle fest dass Haut nicht hin was natürlich auch keine Überraschung ist interessanter wird es wenn jetzt die Eule gleich nehmen und stattdessen eine turbulente Diffusion mit einem konstanten Diffusionskoeffizienten nach Darstellung fest das funktioniert nicht damit dass K kam modifizieren mit dem islamischen Ansatz mit konstanter Mischung von 1 Prozent auch nicht und will das dynamische Modelle das deshalb aus den aufrüsten Scania schätzt dass ist dann tatsächlich ist eine Variante und stellt fest dass das diese Menschen fühlen sich genauso verhalten soll wie die räumlichen Skalen das wir noch später von Bedeutung dass das halt nicht immer so ist in am Firmensitz in der natürlich besonders dann halt auch an diesem geschichteten gleichen ist jetzt und das ist das Stichwort die sogenannten primitiven Gleichungen in den Hals deutlich zwischen horizontalen und vertikalen Scan unterschieden wird oder Bewegungen wonach die können wir so skaleninvariantes formulieren allerdings müsse besondere Aufmerksamkeit der vertikalen Fusion das horizontal Impulse der mit diesen Termin der Zusammenhänge machten in der kann nur das kann formuliert werden wenn die Werte des Skalen faktisch vertikale Mischungs Länge eben nicht nur auf eine vertikale Skalen selbst abhängt sondern zusätzlich auch von den horizontal sein das ist irgendwie so eine Art Mischung wäre es wenn man in den horizontalen Diffusion geht da bleibt das ursprünglich Ergebnis das er sowie die horizontalen Skalen gehen soll jedoch und folgt dem Rivalen Gleichung nicht automatisch dann einschalten für diese vertikalen an Faktoren dafür zusätzliche Einnahmen benötigen und das ist die Annahme die wir verwenden ist das halt in 7 ist es gerade im Bereich der auflösen können dass das so genannte Geschichte die zuletzt ist und da auch aus deren Theorie folgt ein bestimmtes Aspektverhältnis zwischen horizontalen vertikalen Skalen das abhängig ist und unter anderem von Energie dieser Mission und der Auftritt Frequenz indes Kaliber betrachten kann diese beiden Größen als mehr oder weniger konstant ansehen und dann folgt daraus halt einfällt ist für die es kein Faktoren das allerdings das sind 2 verschiedene Weisen angewendet werden kann zum einen können was sagen geht das Geld direkt für die vertikale Skala von das dann halt für so den Einsatz sofort darauf dass der Scan und verschwindet und wir wie die Menschen in Konstanz sein soll das würde also heißen in Atmosphäre würde für die vertikale Diffusion ein klassisches mal wurden sie tatsächlich dann auch automatisch in die Übereinstimmung mit seinen sein man könnte aber auch sagen das Ganze ist dieses Verhältnis wird sich direkt für die Menschen und dann müsste man die vertikale wenn irgendwie proportional zur Kubikwurzel aus dem horizontalen Mischung Sling machen aber das werden wir gleich auch noch untersuchen und der 3. Aspekt der mich nur kurz streifen ist die Frage wie die Modelle auflösen dann vielleicht auf und oben 101 wird der die nicht in der Hand haben Sonja für Art Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Skalen und wenn eine Auflösung ganzer aber so kann es ja sein dass sind die Triaden Wechselwirkungen von denen nicht aufrüsten Skalen dass die bei den gerade noch offen ist das kann viel und wenn ich ihn jetzt diesen ganzen Bereich dann halt nehmen um meine schon länger dann abzuschätzen da könnte ich mir irgendwelche Ungenauigkeiten Fehler ein handelt die Lösung ist relativ einfach und wird eine zusätzliche spektralen oder räumlichen führte ein
sodass man jetzt ja nur noch diesen Bereich hier betrachtet das Ganze haben wir dann als sogenanntes verallgemeinert ist dynamisches Modell bezeichnet das kann ich nicht zu den
Ergebnissen wie den Hals in diese verschiedenen Ansätze die um eine Parametrisierungen verbessert zunächst einmal noch einen Lauf bei hoher Auflösungen bis 300 werden seit 31 mit diesem klassischen Ansatz für die aus einheimischen zeigen das ist auch wieder um ein auf der es in sich Mehr an sich stabil also in benötigt keine weitere Diffusion allerdings kann ich den Hals diesen -minus 5 3. Gesetz halten irgendwie nach werden damit es der Name Schule verwenden das dann halt in diesen roten und gepunkteten Linie zu sehen dann kann man hat sich dann halt so einen Übergang hier feststellen es bleibt immer noch ein gewisses Maß an Sammlung am Ende alles ist deutlich geringer als vorher ist diese Frage nach dem vertikalen mich länger ist derzeit gekennzeichnet das den in Rot jetzt diese dynamische Ansatz gewählt ist und in schwarz gepunktet innerhalb der konstante Ansatz ,komma stellt fest dass es da eigentlich keinen Unterschied so direkt zu sehen ist und die Ursache ist
ein nicht leicht einzusehen wenn man sich mal die räumliche Verteilung bei der größten anschaut in Farbe ist die horizontale Menschen wir noch einmal in Kilometern gezeigt und den Konturen die vertikale Meter und man stellt fest dass sowohl in diesen Breiten können schnell also wir für Luftdruck aufgezeichnet das sie haben eine Menge durchaus um Faktor 3 wahrnehmen kann also hier so im Äquatorbereich zwischen 10 Kilometer und dann hier in den Winter Status wäre dann bis zu 30 Kilometern werden die vertikale Bildungsmängel durch dieses wurde 3. Wurzel Verhalten denn nur um 10 bis 15 Prozent schwankt und es wenig Unterschied nicht so groß Männchen jetzt noch das von Auflösungsgrenze abtrennen das dann in grün dargestellt so versteht später etwas nach oben allerdings dieser Anstieg am Schluss wird etwas flacher ,komma so
zusammenfassen dass man als wir unser Parametrisierung nicht nur direkt ansehen sondern das sind dann halt auch den Eigenschaften beeinflussen kann und mit der verschiedene Arten der Konsistenz an so haben sie um den Hals verbessert und in diesem Sinne kann ich dann halt sagen dass wir eine unserer in unserem Integrationsmodell eine physikalische konsistenten Theorie gelernt haben Sie haben für den 3 DS heißt also für horizontale und vertikale Gagen und damit können wir dann
hat zum Beispiel in diese schwere wenn nicht ganz Anfang angesprochen habe den das soll zum einen an von 20 Uhr stattfinden aber auch mit Messern Haus und wir können diese direkt an das dann auch zum Beispiel auf die turbulente die Fusion von Temperatur und Interesse an den vielen Dank
Vorlesung/Konferenz
Gammafunktion
Invarianz
Gesetz <Physik>
Computeranimation
Strömung
Informationsmodellierung
Maßstab
Energie
Standardabweichung
Schätzung
Ordnung n
Zirkulation <Strömungsmechanik>
ART-Netz
Normalvektor
Soundverarbeitung
Parametersystem
Datenmodell
Drehimpuls
Gasströmung
Parametrisierung
Widerspruchsfreiheit
Invariante
Gesetz <Physik>
Turbulenztheorie
Kinetische Energie
Erhaltungssatz
ATM
Modelltheorie
Gravitationswelle
Diffusionskoeffizient
Mathematische Größe
Faktorisierung
Länge
Triade
Zusammenhang <Mathematik>
Invarianz
Mischung <Mathematik>
Impuls
Gleichungssystem
Stokes-Integralsatz
Dicke
Computeranimation
Open Source
Bildschirmmaske
Informationsmodellierung
OISC
Maßstab
Energie
Standardabweichung
Zirkulation <Strömungsmechanik>
Gleichungssystem
Dynamisches Modell
Teilbarkeit
Transformation <Mathematik>
Datenmodell
Bildauflösung
Gasströmung
EULER <Compiler>
Parametrisierung
Gleichung
Frequenz
Widerspruchsfreiheit
Invariante
Spannweite <Stochastik>
Turbulenztheorie
Vertikale
Funktion <Mathematik>
Chatten <Kommunikation>
Nichtlineares System
ATM
Horizontale
Harmonische Analyse
Modelltheorie
Bitrate
Term
Konstante
Turbulenztheorie
Faktorisierung
Menge
Meter
Zirkulation <Strömungsmechanik>
Ruhmasse
Parametrisierung
Auflösung <Mathematik>
Modelltheorie
Widerspruchsfreiheit
Linie
Turbulenztheorie
Zahlenbereich
Makrobefehl
Prognostik
Zirkulation <Strömungsmechanik>
Messprozess
Parametrisierung
Modelltheorie
GAG <Compiler-Compiler>
Widerspruchsfreiheit
ART-Netz
Computeranimation

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Consistent 3D turbulence parametrization in circulation models
Serientitel The Leibniz "Mathematical Modeling and Simulation" (MMS) Days 2017
Autor Schaefer-Rolffs, Urs
Mitwirkende Institut für Atmosphärenphysik (IAP)
Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS)
Lizenz CC-Namensnennung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/21901
Herausgeber Technische Informationsbibliothek (TIB)
Erscheinungsjahr 2017
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2017
Produktionsort Hannover

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Informatik
Abstract We present an extension of the Dynamic Smagorinsky model (DSM) to parameterize the subgrid-scale momentum diffusion in global circulation models (GCM) In contrast to the standard approach, the test filter to determine the Smagorinsky parameter is separated from the resolution scale to exclude potential interactions. In addition, in GCMs the horizontal and vertical scales are usually treated differently due to gravity. While for the turbulent vertical diffusion of horizontal momentum a classical Smagorinsky approach is common, the respective horizontal diffusion in the free atmosphere is usually neglected. We show how to formulate the generalized DSM as subgrid-scale horizontal momentum diffusion to run stably a GCM without hyperdiffusion. Furthermore, the idea of stratified turbulence is applied to find a dynamic approach also for the vertical diffusion. Both improvements allow for a realistic spectrum of kinetic energy (almost) up to the resolution scale.

Ähnliche Filme

Loading...