在WRF应用中,一直使用嵌套域对感兴趣的地点进行天气/空气质量建模,以获得更好的分辨率。下图说明了这一点:
我注意到外(较粗)域和内(较细)域之间的网格分辨率比率总是设置为3:1。
在物理过程或计算方面有什么原因吗?3:1的比例是否有助于边界之间的相互作用?
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注册加入这个社区吧在WRF应用中,一直使用嵌套域对感兴趣的地点进行天气/空气质量建模,以获得更好的分辨率。下图说明了这一点:
我注意到外(较粗)域和内(较细)域之间的网格分辨率比率总是设置为3:1。
在物理过程或计算方面有什么原因吗?3:1的比例是否有助于边界之间的相互作用?
要理解为什么首选3的嵌套比而不是2的嵌套比,重要的是要了解WRF的以下两个特征:
1)网格是Arakawa c -交错的:质量点在细胞中心,u-速度在细胞的东西边缘,v-速度在细胞的南北边缘。看到梅辛格和荒川1976第4章对荒川蹒跚作了较好的描述和解释。WRF在计算机内存中的网格是这样的:
+-------+-------+-------+ | v v | | | j = 3 | | | | | u p u p | | u p | +-------+-------+-------+ | v v | | | j = 2 | | | | | u p u p | | u p | +-------+-------+-------+ | v v | | | j = 1 | | | | | u p u p | | u p | +-------+-------+-------+ 我= 1 = 2 = 3
因此,p (1,1)
地理位置$\Delta x /2$以东u (1)
和$\ x /2$以南v (1,1)
.
2)为了计算效率和准确性,将子(嵌套)域的数据复制到父域。这与从父级到子级的数据相反,后者是内插的。有关更多细节,请参见WRF注册表文档Michalakes和Schaffer.
综上所述,使用3的嵌套比率比使用2的嵌套比率计算效率和准确性更高。在下面的例子中,为了简单起见,对于2:1的嵌套比例和1d的情况,u
值简单地从子数组复制到父数组,因为这些点保证在两个网格之间重叠。注意p
点和子点不重叠p
值必须插入到父节点。这引起了计算开销和$2\Delta x$波长的质量的数值阻尼:
孩子u p u p u p u +-------+-------+-------+ | \ / | | \ / | | \ / | v v v父U P U +---------------+
然而,在3:1的嵌套比例下,速度点和质量点重叠,简单的复制是可行的:
孩子u p u p u p u +-------+-------+-------+ | | | | | | v v v父U P U +-----------------------+