[deepconv/arare/sample]

温位の移流計算(1) : x 方向の温位の移流

概要

z 方向一様な温位の擾乱が移流する様子を計算する. この計算では音波に対するクーラン数と基本場の一様風に対する クーラン数を同じとする.

計算設定

プログラムソース arare (2004/12/03)
基本場の温度 温度一様(298.15 K)
音速 347 m/s
x 方向の風速 35 m/s
音波の減衰 なし
粘性 なし
重力 なし
定圧比熱 1004 J K^-1 kg^-1
積分時間 300 秒
計算領域 水平(x) : 10000 m
鉛直(z) : 10000 m
境界条件 水平(x) : 周期境界条件
鉛直(z) : 固定境界条件
数値解法 水平(x) : 陽解法
鉛直(z) : 陰解法

以上のような計算設定の元で計算を行う. 計算は

の二通りについて行う. ただしクーラン数は音波に対するものと 水平風に対するものの 2 つがある.

計算結果

クーラン数を固定して格子点数を変えた場合

クーラン数を 0.5 程度の値で固定し, 格子点数が 25, 50, 100 の場合を計算する.

クーラン数 0.52
格子点数 水平(x) : 25
鉛直(z) : 25
時間間隔 短いタイムステップ: 0.6 秒
長いタイムステップ: 6 秒
出力ファイル VelX:
arare_dim_fs-R25_TL6_TS06_u35.nc
VelZ:
arare_dim_sf-R25_TL6_TS06_u35.nc
Exner :
arare_dim_ss-R25_TL6_TS06_u35.nc

温位の初期振幅 温位の初期振幅 温位の時間変化
Time = 100 秒 Time = 200 秒 Time = 300 秒

クーラン数 0.52
格子点数 水平(x) : 50
鉛直(z) : 50
時間間隔 短いタイムステップ: 0.3 秒
長いタイムステップ: 3 秒
出力ファイル VelX:
arare_dim_fs-R50_TL3_TS03_u35.nc
VelZ:
arare_dim_sf-R50_TL3_TS03_u35.nc
Exner :
arare_dim_ss-R50_TL3_TS03_u35.nc

温位の初期振幅 温位の初期振幅 温位の時間変化
Time = 100 秒 Time = 200 秒 Time = 300 秒

クーラン数 0.52
格子点数 水平(x) : 100
鉛直(z) : 100
時間間隔 短いタイムステップ: 0.15 秒
長いタイムステップ: 1.5 秒
出力ファイル VelX:
arare_dim_fs-R100_TL1.5_TS015_u35.nc
VelZ:
arare_dim_sf-R100_TL1.5_TS015_u35.nc
Exner :
arare_dim_ss-R100_TL1.5_TS015_u35.nc

温位の初期振幅 温位の初期振幅 温位の時間変化
Time = 100 秒 Time = 200 秒 Time = 300 秒

格子点数を固定してクーラン数を変えた場合

格子点数を 50 で固定し, クーラン数の値が 0.1, 0.5, 0.9 程度の場合を計算する.

クーラン数 0.087
格子点数 水平(x) : 50
鉛直(z) : 50
時間間隔 短いタイムステップ: 0.05 秒
長いタイムステップ: 0.5 秒
出力ファイル VelX:
arare_dim_fs-R50_TL05_TS005_u35.nc
VelZ:
arare_dim_sf-R50_TL05_TS005_u35.nc
Exner :
arare_dim_ss-R50_TL05_TS005_u35.nc

温位の初期振幅 温位の初期振幅 温位の時間変化 [作業領域の関係で 0 -- 190 秒まで]
Time = 100 秒 Time = 200 秒 Time = 300 秒

数値計算 移流方程式 安定性
クーラン数 0.52
格子点数 水平(x) : 50
鉛直(z) : 50
時間間隔 短いタイムステップ: 0.3 秒
長いタイムステップ: 3 秒
出力ファイル VelX:
arare_dim_fs-R50_TL3_TS03_u35.nc
VelZ:
arare_dim_sf-R50_TL3_TS03_u35.nc
Exner :
arare_dim_ss-R50_TL3_TS03_u35.nc

温位の初期振幅 温位の初期振幅 温位の時間変化
Time = 100 秒 Time = 200 秒 Time = 300 秒

クーラン数 0.87
格子点数 水平(x) : 50
鉛直(z) : 50
時間間隔 短いタイムステップ: 0.5 秒
長いタイムステップ: 5 秒
出力ファイル VelX:
arare_dim_fs-R50_TL5_TS05_u35.nc
VelZ:
arare_dim_sf-R50_TL5_TS05_u35.nc
Exner :
arare_dim_ss-R50_TL5_TS05_u35.nc

温位の初期振幅 温位の初期振幅 温位の時間変化
Time = 100 秒 Time = 200 秒 Time = 300 秒

Last Update: 2004/12/03 (杉山耕一朗)