穆斯塔法·阿古尔；杰弗里·康纳斯。；Dilek Erkmen先生；亚历山大·拉博夫斯基。 一种用于流体-流体相互作用的缺陷延迟校正方法。 （英语） 兹伯利06921233 SIAM J.数字。分析。 56，第4号，2484-2512（2018）. 小结：提出了一种方法来改进平面界面上两种流体耦合模型的数值模拟的两个方面。这个问题是由大气-海洋相互作用引起的。根据流体代码组件之间的通信时间间隔，延迟校正方法将精度的数字阶从一阶（在应用中非常常见）正式提升到二阶。这是通过两步预测-校正类型方法实现的。在第二步中，还包括进一步的缺陷修正。“缺陷”表示流体解算器中使用的人工扩散，通常用于控制数值噪声或模拟亚尺度混合过程。缺陷修正的增加只会略微增加费用，但作为交换，可以显著降低过度扩散效应。缺陷和延迟修正方法被结合成所谓的缺陷-延迟修正（DDC）方法。利用空间有限元研究了一种完整的DDC算法，包括稳定性和收敛性分析。该方法是无条件稳定和最优收敛的，并且在形式上减少了人工扩散效应。使用已知（人造）解决方案的计算示例说明了理论预测。我们在这个例子中观察到，即使对于较粗的时间步长和较大范围的人工粘度值，也有计算上的好处。对应用程序代码推广该方法的可能性进行了一些讨论。简单地说，传统的大气和海洋代码可以在耦合时间间隔内用作预测器计算的-is。然后，更正步骤可能会被实现为利用现有代码结构的预测步骤的直接修改。 引用于1审查引用于30文件 MSC公司： 65个B05 极限外推，延迟更正 86A05型 水文学、水文学、海洋学 65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法 35克35 与流体力学相关的PDE 86年第35季度 与地球物理相关的PDE 76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用 76B15号机组 水波、重力波；色散和散射，非线性相互作用 关键词：缺陷偏转校正；高精度；流体-流体相互作用；海洋-大气耦合；隐式-显式方法 软件：凸轮轴3；流行音乐；自由Fem++ PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Aggul}等人，SIAM J.Numer。分析。56，第4号，2484--2512（2018；Zbl 06921233） 全文： 内政部 参考文献： [1] M.Aggul、J.Connors、D.Erkmen和A.Labovsky，流体-流体相互作用的缺陷偏差修正方法：完整版《技术报告》，密歇根理工大学，2017年·Zbl 06921233号 [2] G.P.Galdi，Navier-Stokes方程数学理论简介第一卷，《施普林格自然哲学丛书》，施普林格-弗拉格出版社，1994年·Zbl 0949.35004号 [3] O.Axelsson和W.Layton，二维对流扩散问题的缺陷修正有限元方法的最优内部估计《ICMA报告88-116》，匹兹堡大学，1988年。 [4] W.Layton、H.K.Lee和J.Peterson，不可压缩Navier-Stokes方程的一种缺陷校正方法，申请。数学。计算。，129（2002），第1-19页·Zbl 1074.76033号 [5] R.A.Adams和J.J.F.Fournier，索伯列夫空间，纯应用。数学。140，学术出版社，2003年·Zbl 1098.46001号 [6] J.-W.Bao、J.M.Wilczak、J.-K.Choi和L.H.Kantha，使用耦合模型对大风条件下的气-气相互作用进行数值模拟：飓风发展研究《每月天气评论》，128（2000），第2190–2210页。 [7] G.Bellon、A.H.Sobel和J.Vialard，季风季内振荡中的海气耦合：一个简单的模式研究《气候杂志》，21（2008），第5254–5270页。 [8] D.Bresch和J.Koko，两种耦合Navier-Stokes流体数值模拟的算子分裂和拉格朗日乘子区域分解方法《国际期刊应用》。数学。计算。科学。，16（2006），第419-429页·Zbl 1119.35346号 [9] K.Boöhmer、P.W.Hemker和H.J.Stetter，缺陷纠正方法，在《缺陷纠正方法》中。《理论与应用》，K.Boöhmer和H.J.Stetter编辑，Springer-Verlag，1984年，第1-32页·Zbl 0551.65034号 [10] C.L.Brossier、V.Ducrocq和H.Giordani，地中海强事件期间海气耦合时间频率对海洋响应的影响，海洋动力。，59（2009），第539-549页。 [11] F.O.Bryan、B.G.Kauffman、W.G.Large和P.R.Gent，NCAR CESM磁通耦合器《NCAR/TN-424+STR技术报告》，国家大气研究中心，1996年。 [12] R.B.Neale等人。，NCAR社区大气模型描述（CAM 5.0），技术说明NCAR/TN-486+STR，国家大气研究中心，2010年。 [13] J.M.Connors、J.S.Howell和W.J.Layton，抛物型两域问题的分区时间步长，SIAM J.数字。分析。，47（2009），第3526–3549页·Zbl 1204.65120号 [14] J.M.Connors、J.S.Howell和W.J.Layton，流体-流体相互作用的解耦时间步长法，SIAM J.数字。分析。，50（2012），第1297-1319页·Zbl 1457.65102号 [15] J.Connors和B.Ganis，两域自然对流问题算法的稳定性和观测模型的不确定性，计算。地质科学。，15（2011年），第509-527页·Zbl 1254.86009号 [16] S.D.Nicholls和S.G.Decker，海洋模型耦合对WRF nor’easter模拟的影响《月度天气评论》，143（2015），第4997–5016页。 [17] A.Dutt、L.Greengard和V.Rokhlin，常微分方程的谱延迟校正方法BIT，40（2000），第241-266页·Zbl 0959.65084号 [18] V.J.Ervin和H.K.Lee，高Weissenberg数粘弹性流体流动的缺陷修正方法，数字。方法偏微分方程，22（2006），第145-164页·Zbl 1080.76037号 [19] F.Lemarieí、E.Blayo和L.Debreu，海气耦合算法分析：一致性和稳定性，Procedia Compute。科学。，51（2015），第2066–2075页。 [20] F.Lemarieí、P.Marchesello、L.Debreu和E.Blayo，海气耦合模式对耦合方法的敏感性：以热带气旋艾丽卡为例INRIA Grenoble博士论文，INRIA，2014年。 [21] R.Frank和W.Ueberhuber，刚性常微分方程组有效解的迭代缺陷修正BIT，17（1977），第146–159页·Zbl 0364.65053号 [22] F.Hecht、A.LeHyaric和O.Pironneau，Freefem++版本2.24-1, 2008, . [23] J.G.Heywood和R.Rannacher，非平稳Navier–Stokes问题的有限元近似，第四部分：二阶时间离散化的误差分析，SIAM J.数字。分析。，27（1990），第353–384页·Zbl 0694.76014号 [24] D.A.Randall、R.A.Wood、S.Bony、R.Colman、T.Fichefet、J.Fyfe、V.Kattsov、A.Pitman、J.Shukla、J.Srinivasan、R.J.Stouffer、A.Sumi和K.E.Taylor，气候模型及其评估，《2007年气候变化：物理科学基础》。第一工作组对政府间气候变化专门委员会第四次评估报告的贡献，S.Solomon、D.Qin、M.Manning、Z.Chen、M.Marquis、K.B.Averyt、M.Tignor和H.L.Miller编辑，剑桥大学出版社，2007年。 [25] M.Jochum、G.Danabasoglu、M.Holland、Y.-O.Kwon和W.G.Large，海洋粘度和气候《地球物理学杂志》。Res.，113（2008），C06017。 [26] A.拉博夫斯基，提高时间精度的演化对流扩散问题的一种缺陷校正方法，计算。方法应用。数学。，9（2009），第154-164页·Zbl 1404.65120号 [27] A.拉博夫斯基，含时Navier-Stokes方程的一种缺陷修正方法，数字。方法偏微分方程，25（2008），第1-25页·Zbl 1394.76087号 [28] W.G.Large、J.C.McWilliams和S.C.Doney，海洋垂直混合：回顾和非局部边界层模式《地球物理学评论》。，32（1994年），第363-403页。 [29] J.-L.Lions、R.Temam和S.Wang，大气和海洋耦合模型（CAO I），计算。机械。Adv.，1（1993），第5-54页·Zbl 0805.76011号 [30] J.-L.Lions、R.Temam和S.Wang，大气-海洋耦合模式（CAO II）的数值分析，计算。机械。Adv.，1（1993），第55–119页·Zbl 0805.76052号 [31] M.L.Minion，常微分方程的半隐式谱延迟校正方法、Commun。数学。科学。，1（2003年），第471-500页·Zbl 1088.65556号 [32] M.L.Minion，基于谱延迟修正的不可压缩流半隐式投影方法，申请。数字。数学。，48（2004），第369-387页·Zbl 1035.76040号 [33] M.L.Minion，常微分方程的半隐式投影方法、Commun。数学。科学。，1（2003年），第471-500页·Zbl 1088.65556号 [34] P.A.Mooney、D.O.Gill、F.J.Mulligan和C.L.Bruye，使用不同的大气-海洋相互作用表示法模拟飓风：艾琳案例，大气。科学。莱特。，17（2016），第415-421页。 [35] J.Nelson、R.He、J.C.Warner和J.Bane，冬季强烈温带风暴期间的海气相互作用，海洋动力。，64（2014），第1233-1246页。 [36] N.Perlin、E.D.Skyllingstad、R.M.Samelson和P.L.Barbour，海岸上升流过程中气-气耦合的数值模拟《物理学杂志》。《海洋学》，37（2007），第2081–2093页。 [37] R.Smith等人。，平行海洋计划（POP）参考手册《技术报告LAUR-018532010》，第1-140页。 [38] A.Bourlioux、A.T.Layton和M.L.Minion，反应流问题的高阶多隐式谱延迟校正方法，J.计算。物理。，189（2003），第651-675页·Zbl 1061.76053号 [39] M.Gunzburger和A.Labovsky，湍流问题的高精度方法，数学。模型方法应用。科学。，22 (2012), 1250005, . ·Zbl 1437.76039号 [40] H.J.Stetter，缺陷修正原理和离散化方法，数字。数学。，29（1978年），第425-443页·Zbl 0362.65052号 [41] M.Aggul和A.Labovsky，高雷诺数下Navier-Stokes方程的高精度微创正则化技术，数字。方法偏微分方程，33（2017），第814-839页·Zbl 1397.76058号 [42] D.Erkmen和A.Labovsky，两区域对流占优对流扩散问题的缺陷偏差修正方法，J.数学。分析。申请。，450（2017年），第180–196页·Zbl 1381.76164号 [43] B.Wang和X.Xie，暖池气候系统的耦合模式。第1部分：气-气相互作用在维持Madden-Julian振荡中的作用《气候杂志》，11（1998），第2116–2135页。 [44] 华盛顿和帕金森，三维气候模型简介第二版，大学科学图书，加州索萨利托，2005年·Zbl 0655.76003号 [45] R.M.Yablonsky和I.Ginis，一维海洋模型对飓风-海洋模型耦合预测的局限性，《每月天气评论》，137（2009），第4410–4419页。 [46] Y.Zhang、Y.Hou和L.Shan，流体-流体相互作用问题解耦算法的稳定性和收敛性分析，SIAM J.数字。分析。，54（2016），第2833–2867页·Zbl 1381.76209号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。