সিএফডি সিমুলেশন এবং বাস্তবসমুদ্র / বায়ুমণ্ডল মডেল সিমুলেশনগুলির মধ্যে পার্থক্যগুলি কী?

গণনামূলক তরল ডায়নামিক্সের ক্ষেত্র (সিএফডি) নাভিয়ার-স্টোকস সমীকরণগুলি (বা তাদের কিছু সরলীকরণ) সমাধান করার জন্য উত্সর্গীকৃত। সিএফডি, মহাসাগর এবং বায়ুমণ্ডলীয় মডেলের একটি উপসেট সংখ্যাগতভাবে বাস্তবসম্মত প্রয়োগগুলির জন্য একই সমীকরণগুলি সমাধান করে। সাধারণ সিএফডি পদ্ধতির এবং প্রয়োগিত বাস্তবসম্মত মামলার মধ্যে পার্থক্য এবং বাণিজ্য-অফগুলি কী কী?

— arkaia
সূত্র

নাভিয়ার-স্টোকস সমাধান করে মহাসাগর এবং বায়ুমণ্ডলীয় মডেলগুলি সমস্ত সিএফডি পদ্ধতির একটি উপসেট। যেমনটি লেখা হয়েছে, এই প্রশ্নটি জিজ্ঞাসার মতো কিছুটা মনে হচ্ছে "পর্বত বাইক এবং বাইকের মধ্যে পার্থক্য এবং বাণিজ্য-অফগুলি কী?" আপনি কি সমুদ্র এবং বায়ুমণ্ডলীয় মডেলগুলিতে কোন অনুমান বা বিশেষত্ব প্রয়োজন তা জিজ্ঞাসা করার অর্থ? এটি দেখে মনে হচ্ছে @ জেড নীচে উত্তর দিচ্ছেন।

— ডগ লিপিনস্কি

ধন্যবাদ। আমি সেই অনুসারে প্রশ্নটি সম্পাদনা করার চেষ্টা করেছি। আমার অভিজ্ঞতায়, বেশিরভাগ লোকেরা যা মহাসাগর এবং বায়ুমণ্ডলীয় মডেলিং করেন তারা নিজেরাই সিএফডি হিসাবে বর্ণনা করবেন না।

— আরকাইয়া

আমি অনুমান করি আমি এখনও প্রশ্ন সম্পর্কে যথেষ্ট নিশ্চিত নই। আপনি একটি "সাধারণ" সিএফডি পদ্ধতির বিষয়টি কী বিবেচনা করবেন? একবার আপনি সিএফডি-র জন্য এনএস সমীকরণকে বিবেচনা করা শুরু করলে আপনি এমন পছন্দগুলি তৈরি করছেন যা সাধারণতা হ্রাস করে দেয় যাতে সমস্ত সিএফডি পদ্ধতিগুলি কোনওভাবে তাদের উদ্দেশ্যযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষীকরণ করা হয়। জিওফিজিকাল ফ্লুইড ডায়নামিক্স (জিএফডি) মডেলগুলিতে যে পছন্দগুলি করা হয়েছে (এবং কেন) তা নিয়ে আলোচনা করার বিষয়টি আমার কাছে আরও বেশি জ্ঞান লাভ করে। উদাহরণস্বরূপ ঘোরানো রেফারেন্স ফ্রেম, স্তরযুক্ত প্রবাহ, টারবুলেন্স মডেল। এই পছন্দগুলি ট্রান্সোনিক প্রবাহে শকগুলির জন্য যেমন সিএফডি থেকে আলাদা।

— ডগ লিপিনস্কি

আমি মনে করি আপনি জিএফডি মডেলগুলির পছন্দগুলি সম্পর্কে যে প্রশ্নটি উল্লেখ করেছেন সেটিও প্রাসঙ্গিক এবং এটি পোস্ট করার উপযুক্ত হতে পারে। আমি এটা দেখতে যেমন, আমি জিজ্ঞাসা করছি ভাল @Jed_Brown দ্বারা উত্তর

— arkaia

কিছু পটভূমির জন্য আপনি ডাব্লুআরএফ এর ডকুমেন্টেশন একবার দেখে নিতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ, www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/arw_v3.pdf দেখুন

— stally

উত্তর:

বায়ুমণ্ডল এবং সমুদ্রের উচ্চ স্তরের স্তর রয়েছে যার মধ্যে কোরিওলিস বাহিনী গতিশীলতার একটি প্রধান উত্স। জিওস্ট্রোফিক ভারসাম্য বজায় রাখা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং মহাকর্ষ তরঙ্গগুলিতে বিকিরণ শক্তি এড়াতে অনেকগুলি সংখ্যক স্কিম হুবহু সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়ার জন্য (অন্তত টপোগ্রাফির অনুপস্থিতিতে) লক্ষ্য করা যায়। স্তরবিন্যাসের কারণে, উল্লম্ব সংখ্যাসমূহের বিস্তারকে সীমাবদ্ধ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং সেই উদ্দেশ্যে বিশেষত গ্রিডগুলি প্রায়শই (বিশেষত মহাসাগরে) ব্যবহৃত হয়। অনেকগুলি পদ্ধতি কার্যকরভাবে 2.5-মাত্রিক সূত্রগুলি।

দীর্ঘ সময়কাল ধরে জলবায়ু সিমুলেশনের জন্য, শক্তি এবং অন্যান্য প্রবাহগুলি (লবণের মতো) সংরক্ষণ প্রায়শই পরিসংখ্যানগতভাবে অর্থবহ ফলাফলের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হিসাবে বিবেচিত হয়। গতিশীলতাগুলি স্যাঁতসেঁতে দেওয়া এড়ানোর জন্য যে পদ্ধতিগুলি কম নির্ভুল এবং নির্দিষ্ট সংখ্যক শৈল্পিক রয়েছে সেগুলি বেছে নেওয়া যেতে পারে। নোট করুন যে দীর্ঘমেয়াদী গতিশীলতা একাধিক দশক ধরে গড়ে মহাদেশীয় স্কেলগুলিতে একত্রিত হতে পারে না।

শিল্প সিএফডি সলভারগুলি আরও বেশি আইসোট্রপিক (প্রকৃতপক্ষে 3 ডি) এবং প্রায়শই কোরিওলিসকে অবহেলা করে এমন প্রবাহের জন্য ব্যবহার করার প্রবণতা রয়েছে। তাদের প্রায়শই শক্তিশালী জোর করে এবং এইভাবে কম সমালোচনামূলক শক্তি সংরক্ষণের প্রয়োজনীয়তা থাকে। শক্তিশালী ধাক্কা মোকাবেলা করা সাধারণ বিষয়, সেক্ষেত্রে আরও ক্ষুন্ন হওয়া সত্ত্বেও ননলাইনারের স্থানিক বিচক্ষণতা অবশ্যই ব্যবহার করা উচিত।

যেহেতু ল্যাব পরীক্ষাগুলি বেশিরভাগ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য করা যায়, সফ্টওয়্যারটি আরও বৈধতা অনুভব করে। আবহাওয়া মডেলগুলিরও ধ্রুব বৈধতা থাকে তবে সময় স্কেল জড়িত এবং অনিবার্য ওভার-ফিটিংয়ের কারণে জলবায়ু মডেলগুলিকে বৈধতা দেওয়া প্রায় অসম্ভব।

— জেড ব্রাউন
সূত্র

যদিও এটি লক্ষ করা উচিত যে জলবায়ু মডেলগুলি দুটি পদ্ধতির মাধ্যমে বৈধতা গ্রহণ করে: (i) অতীতের জলবায়ুর সাথে তুলনা, উদাহরণস্বরূপ বিগত ১৫০ বছরে যেখানে আমাদের কাছে মোটামুটি সঠিক তথ্য রয়েছে, (ii) স্বতন্ত্রভাবে বিভিন্ন জলবায়ু মডেলের সাথে তুলনা করে উন্নত। এটি সিএফডি কোডগুলিতে প্রয়োগ করা একই মান নয়, তবে বিজ্ঞানীরা বিজ্ঞানীদের দ্বারা লিখিত যে কোনও সাধারণ কোডের তুলনায় এটি অনেক ভাল :-)

— ওল্ফগ্যাং ব্যাঙ্গার্থ

@ ওল্ফগ্যাংবাংগারথ এটি এখনও অতিরিক্ত-ফিটনেস। মডেলগুলি সুরযুক্ত পরামিতিগুলির আধিক্যের উপর নির্ভর করে। রেজোলিউশন, সময় পদক্ষেপগুলি বা কোনও মডেলের অন্যান্য উপাদানগুলি পরিবর্তনের জন্য "পুনরুদ্ধার" প্রয়োজন। পুনরুদ্ধার একটি অত্যন্ত শ্রম-নিবিড় এবং বিষয়গত প্রক্রিয়া (বহু ব্যক্তি-বছর)। সাম্প্রতিক জলবায়ুর ইতিহাস পুনরুত্পাদন করার (ঝুঁকিপূর্ণ) প্রয়াসে অত্যধিক ফিটনেস এড়াতে কয়েক বছর ধরে একটি মডেলকে ক্যালিবিট করার সময় গত বিশ্বমানের বিজ্ঞানীরা গত ৫০ বছরের পর্যবেক্ষণকে উপেক্ষা করা কেবল সম্ভব নয়।

— জেড ব্রাউন

আমি একমত না। জলবায়ু কোডগুলি সূক্ষ্ম প্রাণী। আমি কেবল এটিই উল্লেখ করতে চেয়েছিলাম যে আপনার উত্তর থেকে বোঝা যাচ্ছে যে জলবায়ু কোডগুলি মূলত কোনও বৈধতা পায় না। এটা সত্য নয়। (এটি এমন একটি বিষয় যা আমরা সাধারণ জনগণের প্রতি চাপ দেওয়ার জন্য বাধ্য - - youtube.com/watch?v=ud7fHTswj5k দেখুন )।

— ওল্ফগ্যাং ব্যাঙ্গার্থ

ইঞ্জিনিয়ারিং বা আবহাওয়ার পূর্বাভাসের তুলনায়, যার অনেকগুলি স্বতন্ত্র উপলব্ধি রয়েছে, জলবায়ুর মূলত একটি উপলব্ধি রয়েছে যা আমরা জানি যে অতিরিক্ত ওষুধে ভুগছে। যখন আমি আমার ফলিত গণিতের টুপিটি রাখি তখন আমি মনে করি যে যাচাইকরণের বৈধতা আগেই রয়েছে এবং সেই বৈধতা কোনও কাজ শেষ না করে চলমান প্রক্রিয়া। তবে জলবায়ু মডেলগুলি স্থান বা সময়ে একযোগে পরিবর্তনশীল নয়, তাই যাচাইকরণের বিষয়ে কথা বলা শক্ত এবং আমাদের কেবল একটি উপলব্ধি আছে।

— জেদ ব্রাউন

যদিও আমরা একটি সম্প্রদায় হিসাবে কিছু কার্যকরী সম্পর্ক এবং সাধারণ প্রবণতা সম্পর্কে একমত, আমরা উত্তর আমেরিকা জুড়ে 30 বছরের গড় তাপমাত্রার তাপমাত্রার চিহ্নটি এমন কিছু যা পূর্বাভাস দেওয়া যেতে পারে তা নিয়ে আমরা একমত হতে পারি না। প্রকৃতপক্ষে, সাম্প্রতিক সিইএসএম বৃহত আকারের প্রকল্পের ফলাফলগুলি এমনটি নাও হতে পারে। ফলস্বরূপ, পরিমাণগত আঞ্চলিক নীতি প্রশ্নগুলি ভালভাবে উত্থাপিত হয়েছে কিনা তা আমরা জানি না, আজকের মডেলগুলিকে অর্থপূর্ণ উত্তর দেওয়ার জন্য আস্থা রাখা যায় কিনা তা ছেড়ে দিন। এটি ক্ষেত্রটিকে অবজ্ঞা করা বা বিস্তৃত ব্যাখ্যার প্রতি আস্থা হ্রাস করার নয়। সমস্যাটি বেশ শক্ত।

— জেড ব্রাউন 18

জেড ব্রাউন মেসোস্কেল এবং বৃহত্তর স্কেল মডেলগুলিতে ব্যবহৃত traditionalতিহ্যগত পদ্ধতির বর্ণনা দিয়েছেন। প্রকৃতপক্ষে, মাইক্রোস্কেলে অনেক বায়ুমণ্ডলীয় মডেল প্রচলিত সিএফডি কোডের খুব কাছাকাছি থাকে, অনুরূপ সীমাবদ্ধ ভলিউম বিচক্ষণতা ব্যবহার করে, অনুরূপ 3 ডি গ্রিড ব্যবহার করে যেখানে উলম্বকে একইভাবে অনুভূমিক হিসাবে বিবেচনা করা হয়, ইত্যাদি। রেজোলিউশনের উপর নির্ভর করে এমনকি বিল্ডিংয়ের মতো বৈশিষ্ট্যগুলি নিমজ্জন সীমানা পদ্ধতি বা দেহযুক্ত গ্রিডগুলির মতো ইঞ্জিনিয়ারিং সিএফডি থেকে জানা একই পদ্ধতির সাথে সমাধান করা হয়।

সীমাবদ্ধ পার্থক্য, সীমাবদ্ধ ভলিউম, সিউডো বর্ণালী এবং এমনকি সীমাবদ্ধ উপাদানগুলির মতো আপনি ইঞ্জিনিয়ারিং সিএফডি থেকে জানা সমস্ত বিবেচনামূলক কৌশলগুলির মুখোমুখি হতে পারেন। একই চাপ সংশোধন (ভগ্নাংশ-পদক্ষেপ) পদ্ধতিগুলি প্রায়শই incompressable নাভিয়ার-স্টোকস সমীকরণগুলি (বোসিনেস্ক বা বুয়েনসির জন্য অ্যানিলাস্টিক পদগুলির সাথে) সমাধান করার জন্য ব্যবহৃত হয়।

অবশ্যই, পৃষ্ঠের কাছাকাছি তাপ এবং গতিবেগের প্রবাহগুলির জন্য পৃথক প্যারামিট্রাইজেশন সাধারণত মনিন-ওবুখভ মিল বা অন্যান্য আধা-অভিজ্ঞতামূলক সম্পর্কের মতো স্থল-পৃষ্ঠের মিথস্ক্রিয়াগুলির সুনির্দিষ্ট বিবেচনায় নেওয়া হয়।

ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে এখন খুব জনপ্রিয় লার্জ-এডি সিমুলেশন (এলইএস) পুরো পদ্ধতিটি আসলে সীমানা স্তর আবহাওয়া থেকে উদ্ভূত। আমি এমনকি এটিও বলব যে এই স্কেলের অনেক বায়ুমণ্ডলীয় মডেলাররা তাদের কাজের সিএফডি বলতে কোনও দ্বিধা বোধ করবেন না।

অনেকগুলি (তবে সমস্ত নয়) অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আপনাকে কোরিওলিস বলও যুক্ত করতে হবে। স্কিমগুলি ভালভাবে ভারসাম্যযুক্ত হতে হবে না, এটি কেবলমাত্র একটি অতিরিক্ত ভলিউম শক্তি। যদি আপনি মেঘ গঠন, বৃষ্টিপাত এবং রেডিয়েশনের মতো প্রক্রিয়াগুলিও গণনা করেন তবে জিনিসগুলি আরও জটিল হয়ে ওঠে তবে প্রকৌশল মডেলগুলির ক্ষেত্রে এটি একই রকম রয়েছে যা প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা, দহন এবং অনুরূপ সমাধান করে।

এই শ্রেণীর মডেলগুলির মধ্যে সমুদ্র-বায়ুমণ্ডল মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য অ্যাকাউন্টিংও রয়েছে যার উদাহরণস্বরূপ দেখুন https://ams.confex.com/ams/pdfpapers/172658.pdf

— ভ্লাদিমির এফ
সূত্র

আবহাওয়ার পূর্বাভাস সফ্টওয়্যার এবং "নৈমিত্তিক সিএফডি সলভার" এর মধ্যে পার্থক্য হ'ল জল পরিবর্তনের সাথে আবহাওয়ার পূর্বাভাস কীভাবে কাজ করে। জলকে দ্বিতীয় উপাদান হিসাবে বিবেচনা করা হচ্ছে, সুতরাং 2 উপাদানগুলির সাথে মডেলটি 3 মাত্রিক হয়ে যায়।

$\omega$ $d \omega/dt = (\omega \nabla) u + \nu \nabla^2 \omega$

— sanaris
সূত্র

বিভিন্ন মডেল বিভিন্ন জিনিস নিয়ে কাজ করে। যদি আপনি কিছু আবহাওয়ার মডেলগুলি ব্যবহার না করে ওমেগা দ্বারা ভোরটিচিকে বোঝায় তবে কিছু না।

— ভ্লাদিমির এফ