Evaluación numérica del núcleo dinámico de un modelo Atmosférico no-Hidrostático

Abstract

Se presenta el núcleo dinámico de un modelo numérico atmosférico no-hidrostático y completamente compresible. Las ecuaciones del modelo fueron discretizadas en diferencias finitas sobre una rejilla regular donde, en la búsqueda de mayor precisión y estabilidad, se emplearon esquemas de discretización espacial de alto orden. La integración en la dirección vertical se realizó mediante un método de tipo trapezoidal implícito para un adecuado tratamiento numérico de las ondas de rápida propagación. Se evalúa la capacidad de los esquemas numéricos empleados, de representar correctamente el desarrollo de fenómenos turbulentos de rápida evolución. Se realiza además un análisis de la conservación de la masa y la energía en los dominios computacionales para todas las simulaciones. La estrategia de solución numérica se diseñó para lograr un buen compromiso entre la descripción física del fenómeno en cuestión y el tiempo de cálculo requerido. La evaluación del modelo se realizó mediante la comparación de los resultados de varias simulaciones numéricas con dos casos de prueba estandarizados. The dynamic core of a non-hydrostatic and fully compressible atmospheric numerical model is presented. The equations of the model were discretized in fi nite differences over a regular grid where, in the search for greater precision and stability, high-order spatial discretization schemes were used. The integration in the vertical direction was carried out by means of an implicit trapezoidal type method for an adequate numerical treatment of fast propagation waves. The capacity of the numerical schemes used is evaluated, to correctly represent the development of turbulent phenomena of rapid evolution. An analysis of the conservation of mass and energy in the computational domains is also carried out for all the simulations. The numerical solution strategy was designed to achieve a good compromise between the physical description of the phenomenon in question and the required calculation time. The evaluation of the model was made by comparing the results of several numerical simulations with two standardized test cases. (Traducción automática)