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卡齐奥利德斯，格里戈里斯；穆勒，艾克·H·。；罗伯特·谢科尔；托尼·沙德洛；迈克尔·贾尔斯（Michael B.Giles）。；大卫·J·汤姆森。

大气扩散模拟中的多级蒙特卡罗和改进的时间步长方法。 （英语） Zbl 1380.65012号

J.计算。物理学。 354, 320-343 (2018).
摘要：模拟污染物在大气中的传输和扩散的一种常见方法是使用随机拉格朗日扩散模型。在数学上，这些模型用随机微分方程（SDE）描述湍流输运过程。计算瓶颈是蒙特卡罗算法，它模拟了湍流速度场中大量模型粒子的运动；对于每个粒子，使用数值时间步长方法计算轨迹。在操作应急应用中，选择有效的数值方法尤其重要，例如跟踪核事故中的放射性云或预测火山灰云对国际航空的影响，而准确及时的预测至关重要。在本文中，我们研究了多层蒙特卡罗（MLMC）方法在模拟大气边界层中具有代表性的一维弥散场景中粒子传播的应用。与目前用于大气弥散建模的标准蒙特卡罗（StMC）方法相比，MLMC可以产生渐近更高的计算复杂度和更低的计算成本。为了在非渐近情况下降低该方法的绝对成本，同样重要的是在每个级别上选择尽可能好的数值时间步长方法。为了研究这一点，我们还将许多操作模型中使用的标准辛Euler方法与两种基于SDE分裂方法的改进时间步长算法进行了比较。

引用于2文件

MSC公司：

65二氧化碳 蒙特卡罗方法
86A10美元 气象学和大气物理学
60 H10型 随机常微分方程（随机分析方面）

关键词：

大气扩散模拟；多级蒙特卡罗方法；随机微分方程；数值时间步长法
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\textit{G.Katsiolides}等人，《计算杂志》。物理学。354320--343（2018；Zbl 1380.65012）
全文： 内政部 arXiv公司

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