ADCIRC
Модель ADCIRC — это высокопроизводительная кросс-платформенная численная модель циркуляции океана, популярная при моделировании штормовых нагонов , приливов и проблем прибрежной циркуляции. [1] [2] [3] [4] Первоначально разработанный Drs. Рик Люттич и Джоаннес Вестеринк , [5] [6] Модель разрабатывается и поддерживается совместно академическими, правительственными и корпоративными партнерами, включая Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл , Университет Нотр-Дам и Инженерный корпус армии США . [7] Система ADCIRC включает в себя независимую многоалгоритмическую модель прогноза ветра, а также обладает расширенными возможностями сопряжения, позволяющими интегрировать эффекты переноса наносов, льда, волн, поверхностного стока и бароклинности.
Доступ
[ редактировать ]Модель бесплатна, исходный код доступен по запросу через сайт. [1] позволяя пользователям запускать модель в любой системе с компилятором Fortran . Предварительно скомпилированную Windows версию модели для также можно приобрести вместе с программным обеспечением SMS . [8] ADCIRC закодирован на Фортране и может использоваться с собственными двоичными , текстовыми форматами или netCDF файлами .
Возможности
[ редактировать ]Формулировка модели [9] основан на уравнениях мелкой воды , решая уравнение неразрывности (представленное в виде обобщенного уравнения неразрывности волн [10] )и уравнения количества движения (включая адвективные условия , условия Кориолиса , вихревую вязкость и поверхностное напряжение ). ADCIRC использует метод конечных элементов либо в трехмерной, либо в двумерной интегрированной по глубине форме на треугольной неструктурированной сетке с декартовыми или сферическими координатами. Он может работать как в баротропном, так и в бароклинном режимах, что позволяет учитывать изменения плотности воды и ее свойств, таких как соленость и температура. ADCIRC может запускаться либо в последовательном режиме (например, на персональном компьютере), либо параллельно на суперкомпьютерах через MPI . Модель была оптимизирована для обеспечения высокой степени распараллеливания , чтобы облегчить быстрое вычисление больших и сложных задач. [11] [12]
ADCIRC может применять несколько различных формул придонного трения, включая сопротивление дна Мэннинга на основе n из-за изменений в земном покрове (например, леса, города и состав морского дна), а также использовать данные об атмосферных воздействиях (напряжение ветра и атмосферное давление) из несколько источников и еще больше уменьшают силу ветра из-за эффектов шероховатости поверхности . [13] [14] Модель также может включать в себя такие эффекты, как изменяющаяся во времени топография и батиметрия, граничные потоки из рек или других источников, приливный потенциал и особенности подсеточного масштаба, такие как дамбы.
ADCIRC часто сочетается с моделями ветровых волн , такими как STWAVE, SWAN или WAVEWATCH III , особенно в приложениях, связанных со штормовыми нагонами, где волновое радиационное воздействие может оказывать важное влияние на циркуляцию океана и наоборот. В этих приложениях модель может использовать преимущества тесной связи с волновыми моделями для повышения точности вычислений. [14] [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б http://adcirc.org/ Архивировано 12 апреля 2020 г. на официальном сайте Wayback Machine ADCIRC. Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Публикации, связанные с ADCIRC . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Информационный бюллетень ADCIRC Армейского корпуса США . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Информационный бюллетень DHS ADCIRC . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Люттич, Р.А. младший; Вестеринк, Джей-Джей; Шеффнер, Норман В. ADCIRC: усовершенствованная трехмерная модель циркуляции для шельфов, побережий и эстуариев. Отчет 1. Теория и методология ADCIRC-2DDI и ADCIRC-3DL (PDF) (Технический отчет). Виксбург: Исследовательский центр прибрежной инженерии. CiteSeerX 10.1.1.472.429 . Архивировано (PDF) из оригинала 18 мая 2022 года - через Центр технической информации Министерства обороны.
- ^ Люттич, Рик; Вестеринк, Джоаннес; Шеффнер, Норман (январь 1994 г.). ADCIRC: расширенная трехмерная модель циркуляции для шельфов, побережий и эстуариев. Отчет 2. Руководство пользователя ADCIRC-2DDI (PDF) (Отчет). Виксбург MS: Исследовательский центр прибрежной инженерии. Архивировано (PDF) из оригинала 18 мая 2022 года.
- ^ Группа развития ADCIRC . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Веб-сайт SMS ADCIRC . Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Теоретический отчет ADCIRC . Мертвая ссылка. Проверено 27 апреля 2018 г.
- ^ Киннмарк, Ингемар (1986). Уравнения волнения на мелкой воде: формулировка, анализ и применение . Конспекты лекций по инженерному делу. Том. 15. дои : 10.1007/978-3-642-82646-7 . ISBN 978-3-540-16031-1 . ISSN 0176-5035 .
- ^ Керр, ПК; Донахью, AS; Вестеринк, Джей-Джей; Люттич, РА; Чжэн, LY; Вайсберг, Р.Х.; Хуанг, Ю.; Ван, Х.В.; Тенг, Ю.; Форрест, ДР; Роланд, А.; Хаазе, АТ; Крамер, А.В.; Тейлор, А.А.; Роум, младший; Фейен, Джей Си; Сигнелл, Р.П.; Хэнсон, Дж. Л.; Надеюсь, Я; Эстес, РМ; Домингес, РА; Данбар, РП; Семераро, Л.Н.; Вестеринк, HJ; Кеннеди, AB; Смит, Дж. М.; Пауэлл, доктор медицины; Кардоне, виджей; Кокс, AT (2013). «Испытательный стенд для моделирования прибрежных и океанских зон IOOS США: межмодельная оценка приливов, волн и ураганных нагонов в Мексиканском заливе» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 118 (10): 5129–5172. Бибкод : 2013JGRC..118.5129K . дои : 10.1002/jgrc.20376 . hdl : 1912/6384 . ISSN 2169-9275 .
- ^ Танака, С.; Буня, С.; Вестеринк, Джей-Джей; Доусон, К.; Люттич, РА (2010). «Масштабируемость непрерывной модели Галеркина на основе неструктурированной сетки» . Журнал научных вычислений . 46 (3): 329–358. дои : 10.1007/s10915-010-9402-1 . ISSN 0885-7474 . S2CID 2396171 .
- ^ Вестеринк, Джоаннес Дж.; Люттич, Ричард А.; Фейен, Джесси С.; Аткинсон, Джон Х.; Доусон, Клинт; Робертс, Хью Дж.; Пауэлл, Марк Д.; Данион, Джейсон П.; Кубатко, Итан Дж.; Пуртахери, Хасан (2008). «Модель неструктурированной сетки ураганного штормового нагона в масштабе бассейна и канала, примененная к Южной Луизиане» . Ежемесячный обзор погоды . 136 (3): 833–864. Бибкод : 2008MWRv..136..833W . дои : 10.1175/2007MWR1946.1 . ISSN 0027-0644 . S2CID 120388426 .
- ^ Jump up to: а б Дитрих, JC; Буня, С.; Вестеринк, Джей-Джей; Эберсол, Бакалавр; Смит, Дж. М.; Аткинсон, Дж. Х.; Дженсен, Р.; Ресио, DT; Люттич, РА; Доусон, К.; Кардоне, виджей; Кокс, AT; Пауэлл, доктор медицины; Вестеринк, HJ; Робертс, HJ (2010). «Совместная модель речных потоков, приливов, ветра, ветровых волн и штормовых нагонов с высоким разрешением для Южной Луизианы и Миссисипи. Часть II: Синоптическое описание и анализ ураганов Катрина и Рита» . Ежемесячный обзор погоды . 138 (2): 378–404. Бибкод : 2010MWRv..138..378D . дои : 10.1175/2009MWR2907.1 . ISSN 0027-0644 .
- ^ Буня, С.; Дитрих, JC; Вестеринк, Джей-Джей; Эберсол, Бакалавр; Смит, Дж. М.; Аткинсон, Дж. Х.; Дженсен, Р.; Ресио, DT; Люттич, РА; Доусон, К.; Кардоне, виджей; Кокс, AT; Пауэлл, доктор медицины; Вестеринк, HJ; Робертс, HJ (2010). «Совместная модель речных потоков, приливов, ветров, ветровых волн и штормовых нагонов с высоким разрешением для Южной Луизианы и Миссисипи. Часть I: Разработка и проверка модели» . Ежемесячный обзор погоды . 138 (2): 345–377. Бибкод : 2010MWRv..138..345B . дои : 10.1175/2009MWR2906.1 . ISSN 0027-0644 . S2CID 15855409 .