Aplicación del Modelo de Microescala FastEddy del NCAR a un Frente de Brisa Lacustre
Autores: Welch, Brittany M.; Horel, John D.; Sauer, Jeremy A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Aplicación del Modelo de Microescala FastEddy del NCAR a un Frente de Brisa Lacustre
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Estudio
Entornos urbanos
Procesos de capa límite
Brisa del Gran Lago Salado
Sistema de modelado multiescala
Modelo FastEddy acelerado por GPU acoplado de NCAR
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga cómo los entornos urbanos influyen en los procesos de capa límite durante el paso de una brisa del Gran Lago Salado utilizando un sistema de modelado a múltiples escalas, el modelo FastEddy (FE) acelerado por GPU acoplado de NCAR. Motivado por la necesidad de herramientas de apoyo a la decisión a escala sub-10 m para sistemas aéreos no tripulados (UAS), se utilizó el modelo FE para simular flujos turbulentos alrededor de estructuras urbanas con una resolución horizontal de 5 m en un dominio de 9 km x 9 km centrado en el Aeropuerto Internacional de Salt Lake City. FE fue anidado de manera unidireccional dentro de un dominio de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) de 1 km de resolución que abarca 400 x 400 km. Enfocado en la brisa del lago a última hora de la mañana del 3 de junio de 2022, se comparó una simulación de FE con las salidas de WRF y se validó utilizando observaciones de superficie y radar. La simulación de FE reveló un bajo flujo de calor sensible y temperaturas cercanas a la superficie frescas, atribuibles a una especificación relativamente baja de rugosidad térmica adecuada para aplicaciones de FE previamente probadas. Las características de la brisa del lago se vieron mínimamente afectadas, ya que FE resolvió eficazmente las interacciones entre la brisa del lago y los remolinos turbulentos inducidos por la urbanización, proporcionando información sobre los procesos de capa límite a escala fina. La aceleración por GPU de FE garantizó simulaciones eficientes, subrayando su potencial para ayudar en el apoyo a la decisión en operaciones de UAS en entornos urbanos complejos.
Descripción
Este estudio investiga cómo los entornos urbanos influyen en los procesos de capa límite durante el paso de una brisa del Gran Lago Salado utilizando un sistema de modelado a múltiples escalas, el modelo FastEddy (FE) acelerado por GPU acoplado de NCAR. Motivado por la necesidad de herramientas de apoyo a la decisión a escala sub-10 m para sistemas aéreos no tripulados (UAS), se utilizó el modelo FE para simular flujos turbulentos alrededor de estructuras urbanas con una resolución horizontal de 5 m en un dominio de 9 km x 9 km centrado en el Aeropuerto Internacional de Salt Lake City. FE fue anidado de manera unidireccional dentro de un dominio de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) de 1 km de resolución que abarca 400 x 400 km. Enfocado en la brisa del lago a última hora de la mañana del 3 de junio de 2022, se comparó una simulación de FE con las salidas de WRF y se validó utilizando observaciones de superficie y radar. La simulación de FE reveló un bajo flujo de calor sensible y temperaturas cercanas a la superficie frescas, atribuibles a una especificación relativamente baja de rugosidad térmica adecuada para aplicaciones de FE previamente probadas. Las características de la brisa del lago se vieron mínimamente afectadas, ya que FE resolvió eficazmente las interacciones entre la brisa del lago y los remolinos turbulentos inducidos por la urbanización, proporcionando información sobre los procesos de capa límite a escala fina. La aceleración por GPU de FE garantizó simulaciones eficientes, subrayando su potencial para ayudar en el apoyo a la decisión en operaciones de UAS en entornos urbanos complejos.