Modelos de Orden Reducido para las Ecuaciones Cuasi-Geostróficas: Una Breve Encuesta
Autores: Mou, Changhong; Wang, Zhu; Wells, David R.; Xie, Xuping; Iliescu, Traian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelos de Orden Reducido para las Ecuaciones Cuasi-Geostróficas: Una Breve Encuesta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Modelos de orden reducido
Modelos computacionales
Simulaciones numéricas
Flujos de fluidos
Ecuaciones cuasi-geostróficas
Flujos oceánicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los modelos de orden reducido (ROMs) son modelos computacionales cuya dimensión es significativamente menor que la de aquellos obtenidos a través de discretizaciones numéricas clásicas (por ejemplo, métodos de elementos finitos, diferencias finitas, volúmenes finitos o métodos espectrales). Así, los ROMs se han utilizado para acelerar simulaciones numéricas de muchos problemas de consulta, por ejemplo, cuantificación de incertidumbre, control y optimización de formas. Los ROMs basados en proyección han tenido un éxito particular en la simulación numérica de flujos de fluidos. En esta breve encuesta, resumimos algunos desarrollos recientes de ROM para las ecuaciones cuasi-geostróficas (QGE) (también conocidas como las ecuaciones de vorticidad barotrópica), que son un modelo simplificado para flujos geofísicos en los que la rotación juega un papel central, como la circulación oceánica impulsada por el viento en cuencas oceánicas de latitudes medias. Dado que las QGE representan un compromiso práctico entre simulaciones numéricas eficientes de flujos oceánicos y representaciones precisas de la dinámica oceánica a gran escala, estas ecuaciones se han utilizado a menudo en la prueba de nuevos métodos numéricos para flujos oceánicos. Los ROMs también se han probado en las QGE para varios escenarios con el fin de entender su potencial en simulaciones numéricas eficientes de flujos oceánicos. En este artículo, revisamos los ROMs desarrollados para las QGE con el fin de comprender su potencial en simulaciones numéricas eficientes de flujos oceánicos más complejos: explicamos cómo se utilizan los métodos numéricos clásicos para las QGE para generar las funciones base de los ROM, esbozamos los pasos principales en la construcción de ROMs basados en proyección (con un enfoque particular en el régimen subresuelto, cuando se necesita abordar el problema de cierre), ilustramos los ROMs en la simulación numérica de las QGE para varios escenarios y presentamos varias posibles avenidas de investigación futura en la exploración de ROMs de las QGE y modelos más complejos de flujos geofísicos.
Descripción
Los modelos de orden reducido (ROMs) son modelos computacionales cuya dimensión es significativamente menor que la de aquellos obtenidos a través de discretizaciones numéricas clásicas (por ejemplo, métodos de elementos finitos, diferencias finitas, volúmenes finitos o métodos espectrales). Así, los ROMs se han utilizado para acelerar simulaciones numéricas de muchos problemas de consulta, por ejemplo, cuantificación de incertidumbre, control y optimización de formas. Los ROMs basados en proyección han tenido un éxito particular en la simulación numérica de flujos de fluidos. En esta breve encuesta, resumimos algunos desarrollos recientes de ROM para las ecuaciones cuasi-geostróficas (QGE) (también conocidas como las ecuaciones de vorticidad barotrópica), que son un modelo simplificado para flujos geofísicos en los que la rotación juega un papel central, como la circulación oceánica impulsada por el viento en cuencas oceánicas de latitudes medias. Dado que las QGE representan un compromiso práctico entre simulaciones numéricas eficientes de flujos oceánicos y representaciones precisas de la dinámica oceánica a gran escala, estas ecuaciones se han utilizado a menudo en la prueba de nuevos métodos numéricos para flujos oceánicos. Los ROMs también se han probado en las QGE para varios escenarios con el fin de entender su potencial en simulaciones numéricas eficientes de flujos oceánicos. En este artículo, revisamos los ROMs desarrollados para las QGE con el fin de comprender su potencial en simulaciones numéricas eficientes de flujos oceánicos más complejos: explicamos cómo se utilizan los métodos numéricos clásicos para las QGE para generar las funciones base de los ROM, esbozamos los pasos principales en la construcción de ROMs basados en proyección (con un enfoque particular en el régimen subresuelto, cuando se necesita abordar el problema de cierre), ilustramos los ROMs en la simulación numérica de las QGE para varios escenarios y presentamos varias posibles avenidas de investigación futura en la exploración de ROMs de las QGE y modelos más complejos de flujos geofísicos.