Введение
Глава 1. Моделирование локальных атмосферных процессов 9
1.1. Развитие мезомасштабных моделей в исследовании атмосферных процессов 9
1.2. Структура атмосферного пограничного слоя и проблемы его исследования 14
1.3. Основные уравнения мезомасштабных метеорологических моделей 18
1.4. Выбор системы координат 28
1.5. Начальные и граничные условия. Параметризация взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью 30
1.6. Моделирование турбулентного переноса 34
1.7. Параметризация влагообмена и радиационного переноса в атмосферном пограничном слое 38
1.8. Численные схемы, применяемые в моделях атмосферы 41
1.9. Выводы 45
Глава 2. Мезомасштабная модель атмосферных процессов над поверхностью с неоднородными свойствами 46
2.1. Основные уравнения модели 46
2.2. Моделирование турбулентного переноса 49
2.3. Начальные и граничные условия 50
2.4. Параметризация радиационного переноса тепла 53
2.5. Параметризация влагообмена 56
2.6. Выводы 58
Глава 3. Метод решения 59
3.1. Преобразование координат 59
3.2. Построение вычислительной сетки 60
3.3. Получение конечно-разностных уравнений методом конечного объема 61
3.4. Аппроксимация нестационарного уравнения переноса 69
3.5. Устойчивость численных схем 71
3.6. Алгоритм расчета давления, согласованного со скоростью ветра 74
3.7. Решение сеточных уравнений 76
3.8. Тестирование расчетной схемы 78
3.9. Выводы 82
Глава 4. Параллельная реализация метода решения 83
4.1. Различные способы параллельной реализации мезомасштабных моделей атмосферы 83
4.2. Декомпозиция расчетной области 85
4.3. Обеспечение коммуникационных обменов 87
4.4. Параллельное решение сеточных уравнений методом Булеева 88
4.5. Оценки эффективности параллельной реализации вычислительного алгоритма 92
4.6. Выводы 94
Глава 5. Результаты расчетов атмосферных процессов 95
5.1. Вангара-эксперимент 95
5.2. Эризунд-эксперимент 98
5.3. Бризовая циркуляция 101
5.4. Формирование горных подветренных волн 104
5.5. Численное исследование горно-долинных и бризовых циркуляции 108
5.6. Численное исследование динамики атмосферного пограничного слоя для условий г. Томска 115
5.7. Выбор схемы аппроксимации нестационарных уравнений динамики АПС 119
5.8. Выводы 121
Заключение 122
Библиографический список использованной литературы 124
Приложение
