중규모 대기 흐름에 대한 유한 체적 프레임워크에서의 수치 플럭스 기법 계산 연구

Core Concepts

이 연구는 중규모 대기 흐름을 모사하기 위해 유한 체적 프레임워크에서 개발된 밀도 기반 접근법을 소개하고, 네 가지 근사 리만 솔버(Roe-Pike, HLLC, AUSM+-up, HLLC-AUSM)의 정확성을 비교 평가한다.

Abstract

이 연구는 중규모 대기 흐름을 모사하기 위한 밀도 기반 접근법을 제안한다. 이 접근법은 보존형 오일러 방정식을 사용하며, 국부 정수압 재구성을 통해 균형을 유지한다. 네 가지 근사 리만 솔버(Roe-Pike, HLLC, AUSM+-up, HLLC-AUSM)를 비교 평가하기 위해 두 가지 고전적인 벤치마크(부드러운 상승 열기포, 밀도 흐름)를 사용하였다. 연구 결과, 조밀한 격자를 사용할 경우 다양한 근사 리만 솔버 간 해의 차이가 뚜렷하게 나타났다. 특히 Roe-Pike와 HLLC 방법은 과도한 확산을 보였지만, AUSM+-up과 HLLC-AUSM 방법은 상대적으로 확산이 적어 조밀하지 않은 격자에서도 좋은 성능을 보였다. 특히 HLLC-AUSM 방법이 문헌의 데이터와 가장 잘 일치하는 결과를 보였다. 격자를 더 정밀하게 할수록 근사 리만 솔버 간 차이는 줄어들었다.

Stats

부드러운 상승 열기포 벤치마크에서 t = 600초일 때 수평 속도 성분 u의 최소값과 최대값: Roe-Pike 방법: umin = -1.80 m/s, umax = 1.80 m/s HLLC 방법: umin = -1.80 m/s, umax = 1.80 m/s AUSM+-up 방법: umin = -1.87 m/s, umax = 1.87 m/s HLLC-AUSM 방법: umin = -1.92 m/s, umax = 1.92 m/s 밀도 흐름 벤치마크에서 t = 900초일 때 지면에서의 전선 위치: Roe-Pike 방법: 14780 m HLLC 방법: 14780 m AUSM+-up 방법: 14790 m HLLC-AUSM 방법: 14800 m

Quotes

없음

Key Insights Distilled From

Computational study of numerical flux schemes for mesoscale atmospheric flows in a Finite Volume framework

by Nicola Clinc... at arxiv.org 05-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.19559.pdf

Deeper Inquiries

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