Energy-enstrophy conserving compatible finite element schemes for the rotating shallow water equations with slip boundary conditions
Energy-enstrophy conserving compatible finite element schemes for the rotating shallow water equations with slip boundary conditions
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具有滑移边界条件的旋转浅水方程能量熵守恒兼容有限元格式
DOI：
10.1016/j.jcp.2018.06.071
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发表时间：
2018
影响因子：
4.1
通讯作者：
Bauer W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bauer W
我们描述了具有滑移边界条件的旋转浅水方程的能量-熵守恒离散化。这放宽了 McRae 和 Cotter (2014) 的能量熵守恒公式中无边界域（例如周期解或球体表面）的假设。除了预测速度和层深变量之外，这种离散化还需要边界上额外的预测涡度变量。能量-熵守恒性质适用于在具有任意边界的任意网格上定义的任何适当的兼容有限元空间集。我们通过旋转半球上的数值解证明了该方案的守恒性质。
We describe an energy–enstrophy conserving discretisation for the rotating shallow water equations with slip boundary conditions. This relaxes the assumption of boundary-free domains (periodic solutions or the surface of a sphere, for example) in the energy–enstrophy conserving formulation of McRae and Cotter (2014). This discretisation requires extra prognostic vorticity variables on the boundary in addition to the prognostic velocity and layer depth variables. The energy–enstrophy conservation properties hold for any appropriate set of compatible finite element spaces defined on arbitrary meshes with arbitrary boundaries. We demonstrate the conservation properties of the scheme with numerical solutions on a rotating hemisphere.
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