ダイナモベンチマーク
回転球殻対流のベンチマーク
〜地球流体電脳倶楽部版回転球殻対流モデル(通称 gamiras model)
- モデル概観
ほぼ Glatzmaier (1984) のブシネスク版である.
- 空間微分の評価 : 水平方向球面調和函数展開,
動径方向の微分をチェビシェフ関数で評価.
- 時間積分 : 拡散項は Crank-Nicolson Scheme,
他の項は 2 次のルンゲクッタ法.
- ベンチマーク結果
水平方向三角波数切断 21 (T21),
動径方向のチェビシェフ関数が 24, 32, 40 次まで(それぞれ L24, L32, L40)
の場合をそれぞれ計算した. 比較した値は
- 平均運動エネルギー KE
- 温度(擾乱), 速度方位角方向成分
at z=(r_i+r_o)/2, \theta=\pi/2, r=r_0 where u_r=0, du_r/d\phi >0.
- 伝播振動数. f(r,theta,phi-omega*t) の omega.
|
KE |
Temp. dist. |
u_phi |
omega(Temp, u_phi) |
T21L24 |
58.16 |
0.08985 |
-10.88 at(2,16,13) |
0.1452, 0.1452 |
T21L32 |
57.88 |
0.1231 |
-10.78 at(3,16,17) |
0.1965, 0.1965 |
T21L40 |
58.09 |
0.1278 |
-10.75 at(3,16,21) |
0.1894, 0.1894 |
T42L32 |
58.01 |
0.1779 |
-9.82978e+00 at(7,32,17) |
0.1954, 0.1954 |
-
運動エネルギーの時間変化 :
t=0.3 でほとんど一定になる.
- 伝播振動数(drift frequency)の時間変化 :
t=0.3 でほとんど一定になる.
- 流れ場の構造
水平方向三角波数切断 21, 動径方向に 40 次までのチェビシェフ関数
(T21L40)の結果を以下に示す.
- 内外球殻のちょうど中間あたりでの温度場と速度場動径成分
- 赤道断面での速度場動径成分
- 子午面断面での速度場方位角成分