آمار

تعداد نشریات36
تعداد شماره‌ها1,192
تعداد مقالات8,579
تعداد مشاهده مقاله6,988,772
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,032,612
مؤیدی, محمد کاظم, بیگدلو, فاطمه. (1402). شبیه‌سازی عددی مستقیم چرخش اقیانوسی شبه‌ژئوستروفیک یک ‎لایه. پدافند الکترونیکی و سایبری, 12(1), 37-48.
محمد کاظم مؤیدی; فاطمه بیگدلو. "شبیه‌سازی عددی مستقیم چرخش اقیانوسی شبه‌ژئوستروفیک یک ‎لایه". پدافند الکترونیکی و سایبری, 12, 1, 1402, 37-48.
مؤیدی, محمد کاظم, بیگدلو, فاطمه. (1402). 'شبیه‌سازی عددی مستقیم چرخش اقیانوسی شبه‌ژئوستروفیک یک ‎لایه', پدافند الکترونیکی و سایبری, 12(1), pp. 37-48.
مؤیدی, محمد کاظم, بیگدلو, فاطمه. شبیه‌سازی عددی مستقیم چرخش اقیانوسی شبه‌ژئوستروفیک یک ‎لایه. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1402; 12(1): 37-48.

شبیه‌سازی عددی مستقیم چرخش اقیانوسی شبه‌ژئوستروفیک یک ‎لایه

مکانیک سیالات و آیرودینامیک
مقاله 4، دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 31، شهریور 1402، صفحه 37-48    اصل مقاله (881.33 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
محمد کاظم مؤیدی* 1؛ فاطمه بیگدلو2
1استادیار، دانشگاه قم، قم، ایران
2دانشجوی کارشناسی ارشد، ،دانشگاه قم،،قم،ایران
تاریخ دریافت: 30 فروردین 1402،  تاریخ بازنگری: 21 تیر 1402،  تاریخ پذیرش: 07 مرداد 1402 
چکیده
در این پژوهش یک استراتژی شبیه‎سازی عددی مستقیم با استفاده از طرح عددی آراکاوا برای معادله انتقال ورتیسیتی باروتروپیک در یک حوزه اقیانوسی کم‎عمق با فرض نیروی اجباری متکی بر باد با دو هسته متقارن و اتلاف در یک مدل ‎یک‎لایه بکار گرفته شده ‎است. شبیه‌سازی عددی مستقیم با حل دقیق این معادله برای دو مسئله با مقادیر عدد رینولدز و عدد راسبی متفاوت مقایسه خواهد شد تا توانایی این الگو در محاسبه دینامیک جریان ارزیابی شود. با بررسی نتایج حاصل از این مقایسه می‎توان پی برد که این رویکرد دارای دقت بالایی بوده و توانایی پیش بینی مقادیر میدان جریان را دارد. همچنین نتایج حاصل نشان می‎دهد که شبیه سازی عددی مستقیم معادله انتقال ورتیسیتی باروتروپیک موفق شده‎ تا ایجاد یک الگوی چرخشی آشفته را در کوتاه مدت پیش بینی کند. در این پیش بینی مشخص شد که افزایش دو عدد رینولدز و عدد راسبی منجر به اضمحلال برخی گردابه ها به دلیل کاهش استهلاک لازم برای بقای آشفتگی در گذر زمان خواهد شد.
کلیدواژه‌ها
گردش اقیانوسی؛ جریان شبه&lrm؛ ژئوستروفیک؛ معادله انتقال ورتیسیتی؛ شبیه‌سازی عددی مستقیم
عنوان مقاله [English]
Direct Numerical Simulation of Single Layer Quasi-Geostrophic Ocean Circulation
نویسندگان [English]
Mohammad Kazem Moayyedi1؛ Fatemeh Bigdeloo2
1Assistant Professor, University Qom, Qom, Iran
2Master's student, Qom University, Qom, Iran
چکیده [English]
In this study, a direct numerical simulation strategy using Arakawa numerical scheme for the barotropic vorticity equation as a single-layer quasi-geostrophic ocean model assuming double-gyre wind force and dissipation has been used. DNS will be compared with the exact solution for two problems with different values of Reynolds and Rossby numbers in order to evaluate the ability of this model to calculate dynamics. The results show that DNS of BVE assuming double-gyre wind force has succeeded in predicting the creation of a turbulent circulation pattern in a short time. In this prediction, it was found that the increase in Reynolds and Rossby numbers will lead to the disappearance of some vortices due to the reduction of the required depreciation for the survival of turbulence over time.
کلیدواژه‌ها [English]
Ocean Circulation, Quasi-Geostrophic Flow, Barotropic Vorticity Equation, Direct Numerical Simulation
مراجع
  1. Stewart, R. H. “Introduction to physical oceanography”, Oceanography, Texas A&M University Libraries, 2008.
  2. Plata, L., Filonov, A., Tereshchenko, I., Nelly, L., Monzón, C., Avalos, D., and Vargas, C. “Geostrophic currents in the presence of an internal waves field in Bahía de Banderas, México”, e-Gnosis., Vol. 4. No. 18, 2006. Doi: 10.7773/cm.v33i2.1013
  3. Reid, J. L., and Mantyla, A. W. “The effect of the geostrophic flow upon coastal sea elevations in the northern North Pacific Ocean”, J. Geophys. Res. Vol. 81, No. 18, pp. 3100-3110, 1976. Doi: 10.1029/jc081i018p03100
  4. Edwards, T. K., Smith, L. M., and Stechmann, S. N., “Spectra of atmospheric water in precipitating quasi-geostrophic turbulence”, Geophys. Astro. Fluid. Vol. 114, No. 6, pp.715-741, 2020. Doi: 10.1080/03091929.2019.1692205
  5. Arakawa, A., “Computational design for long-term numerical integration of the equations of fluid motion: Two-dimensional incompressible flow. Part I”, J. Comput. Phys. Vol. 135, No. 2, pp.103-114, 1997. Doi: 10.1006/jcph.1997.5697
  6. Lilly, D. K., “On the computational stability of numerical solutions of time-dependent non-linear geophysical fluid dynamics problems”, Mon. Weather. Rev. Vol. 93, No. 1, pp.11-25, 1965. Doi: 0493(1965)093%3C0011:otcson%3E2.3.co;2
  7. Edwards, T. K., Smith, L. M., and Stechmann, S. N., “Spectra of atmospheric water in precipitating quasi-geostrophic turbulence”, Geophys. Astro. Fluid. Vol. 114, No. 6, pp.715-741, 2020. Doi: 10.1080/03091929.2019.1692205
  8. Barbi, G., Capacci, D., Chierici, A., Chirco, L. Giovacchini, V., and Manservisi, S., “A numerical approach to the fractional Laplacian operator with applications to quasi-geostrophic flows”, J. Phys. pp.012013, 2022. Doi: 10.1088/1742-6596/2177/1/012013
  9. Rahman, S. M., San, O. and Rasheed, A., “A hybrid approach for model order reduction of barotropic quasi-geostrophic turbulence”, Fluids. Vol. 3, No. 4, pp.86, 2018. Doi: 10.3390/fluids3040086
  10. Williamson, D. L., “Integration of the barotropic vorticity equation on a spherical geodesic grid”, Tellus. Vol. 20, No. 4, pp.642-653, 1968. Doi: 10.1111/j.2153-3490.1968.tb00406.x
  11. Li, Y., and Chao, J., “Preferred equilibrium solutions of the barotropic vorticity equation”, Theor. Appl. Climatol. Vol. 141, No. 1-2, pp.433-441, 2020. Doi: 10.1007/s00704-020-03232-1
  12. Abd-el-Malek, M. B., and Amin, A. M., “Lie group method for solving viscous barotropic vorticity equation in ocean climate models”, Computer Math. Appl. Vol. 75, No. 4, pp.1443-1461, 2018. Doi: 10.1016/j.camwa.2017.11.016
  13. Mou, C., Wang, Z., Wells, D. R., Xie., and X. Iliescu, T., “Reduced order models for the quasi-geostrophic equations: A brief survey”, Fluids, Vol. 6, No. 1, pp.16, 2020. Doi: 10.3390/fluids6010016
  14. Jamal, S., “New multipliers of the barotropic vorticity equations”, Anal. Math. Phys. Vol. 10, No. 2, pp.21, 2020. doi: 10.1007/s13324-020-00365-4
  15. Maulik, R., and San, O., “Dynamic modeling of horizontal eddy viscosity coefficient for quasigeostrophic ocean circulation problems”, J. Ocean. Eng. And Sci. Vol. 1, pp.300-324, 2016. Doi: 10.1016/j.joes.2016.08.002
  16. San, O. and Iliescu, T., “A Stabilized proper orthogonal decomposition reduced-order model for large scale quasigeostrophic ocean circulation”, Adv. Comp. Math. Vol. 41, pp.1289-1319, 2015. Doi: 10.1007/s10444-015-9417-0
  17. San, O. Steples, A. E., Wang, Z. and Iliescu, T., “Approximate deconvolution large eddy simulation of barotropic ocean circulation model”, Ocean. Model. Vol. 4, No. 2, 120-132, 2011. doi:10.1016/j.ocemod.2011.08.003

.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 289
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 167