为什么WRF通常在3:1嵌套比配置吗?

Question

在WRF应用程序中,嵌套域一直用于天气/空气质量建模感兴趣的地方在一个更高的分辨率。下图说明了这一点:

我注意到网格分辨率之间的比率外(粗)域和内在(细)域总是设定在3:1比例。

有任何理由方面的物理过程或计算?的比例是3:1有利于边界之间的交互?

Answer 1

理解为什么嵌套比3是首选的嵌套比2,重要的是要理解WRF以下两个功能:

1)网格荒川C-staggered:质点在细胞中心,u-velocities处于东西方细胞边缘,v-velocities南北细胞边缘。看到情况下,荒川1976第四章,良好的荒川惊人的描述和解释。WRF的电网在计算机内存看起来像这样:

+ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + | j = 3 v v | | | | | | | | | u p p u p | | + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + | j = 2 v v | | | | | | | | | u p p u p | | + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + | j = 1 v v | | | | | | | | | u p p u p | | + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + +我= 1 = 2 = 3

因此,p (1,1)地理位置位于东部\δx / 2美元吗u (1)和南方\δx / 2美元v (1,1)。

2)计算效率和准确性,孩子(嵌套)域的数据复制到父域。这是相反的数据从父母到孩子,这是内插。更多细节,请参阅WRF注册文档的旧事和谢弗。

由于上述两种,它是计算效率和准确使用嵌套3的比例,而不是2。在下面的示例中,比例为2:1嵌套和一维情况下为简单起见,u值是简单地拷贝从数组的孩子父母,因为这些点是保证两个网格之间的重叠。请注意,p点不重叠和孩子p值必须插入到父。这导致计算开销和数值阻尼2 \δx波长美元的质量:

孩子u p u p u p u + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + | \ / | | \ / | | \ / | v v v父u p u + - - - - - - - - - - - - - - - - - - +

然而,在3:1嵌套比速度和质量点重叠,和一个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 + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +