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deepconv/arare4 : 雲粒落下に関するテスト計算

雲粒落下に関するテスト計算を 3 通り行ない, それぞれの場合について解析解と比較した. この実験では雲粒落下項のみ考慮している. 図の赤色実線は数値解, 黒色破線は解析解であり, それぞれの場合について数値解は解析解を良く再現していることが分かる. 各ケースに関して, 実際に解いた方程式並びにその解析解は こちら.

計算設定

共通設定

• 計算領域
  • 水平 2 km (但し水平一様)
  • 鉛直 20 km
• 空間/時間格子間隔, 境界条件
  • 空間格子間隔
    • 水平 200 m, 鉛直 200 m
    • 格子点数は 100 x 10
  • 時間格子間隔
    • 時間ステップ 1.0 sec
  • 境界条件
    • 水平境界: 周期境界条件
    • 上下境界: symmetric condition

実験 1: 落下速度一定(10 m/sec)の場合のテスト計算

• 初期条件
  • ガウシアン型の雲密度分布(振幅 2.0 kg/m^3, 半値幅 1 km)を与える.
• 積分時間
  • 500 sec

実験 2: Stokes 則に関するテスト計算

• 初期条件
  • ガウシアン型の雲密度分布(振幅 1.0e-4 kg/m^3, 半値幅 1 km)を与える.
• 仮定
  • 粘性係数, 凝結核半径, 凝結核数密度, 平均自由行程, 気相密度は一定であり, 終端速度は雲密度のみの関数とする.
• 積分時間
  • 13000 sec

実験 3: Stokes 則に Cunningham 補正を加えたテスト計算

• 初期条件
  • ガウシアン型の雲密度分布(振幅 1.0e-4 kg/m^3, 半値幅 1 km)を与える.
• 仮定
  • 粘性係数, 凝結核半径, 凝結核数密度, 平均自由行程, 気相密度は一定であり, 終端速度は雲密度のみの関数とする.
• 積分時間
  • 13000 sec

結果一覧

落下速度一定の場合のテスト計算

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Stokes 則に関するテスト計算

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Stokes 則に Cunningham 補正を加えたテスト計算

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