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deepconv/arare5: スカラー移流のテスト (xy 2 次元)

deepconv/arare5 の熱力学の式をスカラー移流の式に変更し計算する. ただし, x, y, z とも周期境界条件を与える

計算設定

• 計算領域
  • 水平 1 km
• 格子点数と分解能(標準設定)
  • xy 2 次元: NX = 50, NY = 50, NZ = 1 (Δx = Δy = 20 m)
  • xz 2 次元: NX = 50, NY = 1, NZ = 50 (Δx = Δz = 20 m)
• 大気組成等のパラメータ
  • 地球大気を想定
• 初期値
  • Case 1: xy 面 / xz 面上の 1 次元移流
    • 温位(スカラー)
      • 最大振幅 4 K , 底辺の長さ 300 m の△波 (x, または y 方向一様)
    • 速度
      • xy 面: U = 5 m/s , または V = 5 m/s, W = 0 m/s
      • xz 面: U = 0 m/s , V = 0 m/s, W = 5 m/s
  • Case2: xy 面 / xz 面上の 1 次元移流
    • 温位(スカラー)
      • 最大振幅 4 K の円錐, 底面での半径 150m
    • 速度
      • xy 面: U = 5 m/s , または V = 5 m/s, W = 0 m/s
      • xz 面: U = 0 m/s , V = 0 m/s, W = 5 m/s
  • Case3: xy 面 / xz 面上の 2 次元移流
    • 温位(スカラー)
      • 最大振幅 4 K の円錐, 底面での半径 150m
    • 速度
      • xy 面: U = 5 m/s, V = 5 m/s, W = 0 m/s
      • xz 面: U = 5 m/s, V = 0 m/s, W = 5 m/s
  • Case4: xy 面 / xz 面上の剛体回転流
    • 温位(スカラー)
      • xy 面: x = 750m, y = 500m に中心, 最大振幅 4 K の円錐, 底面での半径 150m
      • xz 面: x = 750m, z = 500m に中心, 最大振幅 4 K の円錐, 底面での半径 150m
    • 速度
      • xy 面: 領域の中心を軸に角速度 0.1 rad/s で回転する剛体回転流(W = 0 m/s)
      • xz 面: 領域の中心を軸に角速度 0.1 rad/s で回転する剛体回転流(V = 0 m/s)
  • Case5: xz 面上の剛体回転流
    • 温位(スカラー)
      • x = 750m, z = 500m に中心, 最大振幅 4 K の円錐, 底面での半径 150m
    • 速度
      • U, W: 領域の中心を軸に角速度 0.1 rad/s で回転する剛体回転流 ただし上下境界で W = 0 m/s
      • V = 0 m/s
• 時間格子間隔
  • Case1: 標準設定 2.0 sec
  • Case2: 標準設定 2.0 sec
  • Case3: 標準設定 1.0 sec
  • Case4: 標準設定 2.0 sec
  • Case5: 標準設定 2.0 sec
• 積分時間
  • Case1, Case2, Case3: 400 sec
  • Case4, Case5: 1300 sec

ソースコード, 設定ファイル

• ソースコード
  • 20130130-2版ソースコードを修整したもの
  • tgz ファイル
• 設定ファイル
• 計算データ
• 描画スクリプト

結果一覧

Case 1 (xy 面)
x 方向に一様な流れを与えた場合の動画 (初期値は y 方向一様). Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m
y 方向に一様な流れを与えた場合の動画 (初期値は x 方向一様). Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m
Case 1 (xz 面)
z 方向に一様な流れを与えた場合の動画 (初期値は x 方向一様). Δx = Δ z = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m
Case 2 (xy 面)
x 方向に一様な流れを与えた場合の動画.Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m
y 方向に一様な流れを与えた場合の動画. Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m
Case 2 (xz 面)
z 方向に一様な流れを与えた場合の動画.Δx = Δ z = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m
Case 3 (xy 面)
x,y 方向に一様な流れを与えた場合の動画. Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m
Case 3 (xz 面)
x,zy 方向に一様な流れを与えた場合の動画. Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m
Case 4 (xy 面)
x,y 面上に剛体回転流を与えた場合の動画. Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ y = 40 m (赤) Δx = Δ y = 20 m (緑) Δx = Δ y = 10 m (青) Δx = Δ y = 5 m
Case 4 (xz 面)
x,y 面上に剛体回転流を与えた場合の動画. Δx = Δ y = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m
Case 5
x,z 面上に剛体回転流を与えた場合の動画. Δx = Δ z = 20 m.	領域平均値の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均値の初期値からの誤差の時間変化. (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m	領域平均した移流による変化率 (黒) Δx = Δ z = 40 m (赤) Δx = Δ z = 20 m (緑) Δx = Δ z = 10 m (青) Δx = Δ z = 5 m