z 方向(陰解法で計算する方向)のみに伝播する音波の計算を行う. ここでチェックすることは,
| プログラムソース | arare (2004/10/29) |
| 重力 | なし |
| 温度 | 温度一様(298.15 K) |
| 音速 | 347 m/s |
| 音波の減衰 | なし |
| 粘性 | なし |
| 定圧比熱 | 1004 J K^-1 kg^-1 |
| 積分時間 | 500 秒 |
| 計算領域 |
水平(x) : 10000 m 鉛直(z) : 10000 m |
| 境界条件 |
水平(x) : 周期境界条件 鉛直(z) : 固定境界条件 |
| 数値解法 |
水平(x) : 陽解法 鉛直(z) : 陰解法 |
以上のような計算設定の元で計算を行う. 計算は
クーラン数を 0.5 程度の値で固定し, 格子点数が 25, 50, 100 の場合を計算する.
| クーラン数 | 0.52 |
| 格子点数 | 水平(x) : 25 鉛直(z) : 25 |
| 時間間隔 | 0.6 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t06-n25.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t06-n25.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t06-n25.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t06-n25.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 0.52 |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
| 時間間隔 | 0.3 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t03-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t03-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t03-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t03-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 0.52 |
| 格子点数 | 水平(x) : 100 鉛直(z) : 100 |
| 時間間隔 | 0.15 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t015-n100.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t015-n100.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t015-n100.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t015-n100.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
格子点数を 50 で固定し, クーラン数の値が 0.1, 0.5, 0.9 程度の場合を計算する.
| クーラン数 | 0.087 |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
| 時間間隔 | 0.05 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t005-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t005-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t005-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t005-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 0.52 | |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
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| 時間間隔 | 0.3 秒 | |
| 出力ファイル | 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t03-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t03-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t03-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t03-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 0.87 |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
| 時間間隔 | 0.5 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t05-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t05-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t05-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t05-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 1.7 |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
| 時間間隔 | 1.0 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t1-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t1-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t1-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t1-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 5.2 |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
| 時間間隔 | 3.0 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t3-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t3-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t3-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t3-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
| クーラン数 | 8.7 |
| 格子点数 | 水平(x) : 50 鉛直(z) : 50 |
| 時間間隔 | 5.0 秒 |
| 出力ファイル |
VelZ: (20秒) arare_dim_sf-T20-t5-n50.nc (500秒) arare_dim_sf-T500-t5-n50.nc Exner : (20秒) arare_dim_ss-T20-t5-n50.nc (500秒) arare_dim_ss-T500-t5-n50.nc |
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| エクスナー関数の初期分布 | エクスナー関数の時間変化 (始めの 20 秒) | 速度の水平成分の時間変化 (始めの 20 秒) |
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| エクスナー関数の時間変化 (全計算時間) | 速度の水平成分の時間変化 (全計算時間) |
クランクニコルソン法を用いて解いているため, 振幅は減衰しない.
振幅がわずかに減衰するのは時間積分法ではなく, 空間差分に依るのではないかと思われる.