On the sub-model errors of a generalized one-way coupling scheme for linking models at different scales
On the sub-model errors of a generalized one-way coupling scheme for linking models at different scales
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不同尺度连接模型的广义单向耦合方案的子模型误差
DOI：
10.1016/j.advwatres.2017.09.005
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发表时间：
2017-11
影响因子：
4.7
通讯作者：
Yang JZ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zeng Jicai;Zha Yuanyuan;Shi Liangsheng;Zhu Yan;Yang Jinzhong;Zhang Yonggen;Zhang Yonggen;Yang JZ
在成本效益争议的背景下，大尺度含水层中局部地下水流问题的多尺度模拟已经被广泛研究。一种替代方案是将具有不同空间和时间尺度的父模型和子模型耦合，这可能导致感兴趣的局部区域中的非平凡子模型误差。基本上，这样的错误，在孩子的模型源于耦合方法的不足，以及从父母和孩子的模型的空间和时间离散化的不足。在这项研究中，我们研究了广义单向耦合方案的子模型误差，考虑到其数值稳定性和效率，这使得在选择子模型时更加灵活。为了耦合不同尺度下的模型，通过空间和时间头部插值方法将父尺度下的头部解向下传递到子边界节点。通过细化父模型和子模型中的网格或时间步长，或者通过仔细定位子模型边界节点，可以提高耦合模型的效率。采用自适应局部时间步方法可以有效地减小子模型的时间截断误差。广义单向耦合格式是处理复杂应力和非均匀性的多尺度地下水流问题的有效方法。
Multi-scale modeling of the localized groundwater flow problems in a large-scale aquifer has been extensively investigated under the context of cost-benefit controversy. An alternative is to couple the parent and child models with different spatial and temporal scales, which may result in non-trivial sub-model errors in the local areas of interest. Basically, such errors in the child models originate from the deficiency in the coupling methods, as well as from the inadequacy in the spatial and temporal discretizations of the parent and child models. In this study, we investigate the sub-model errors within a generalized one-way coupling scheme given its numerical stability and efficiency, which enables more flexibility in choosing sub-models. To couple the models at different scales, the head solution at parent scale is delivered downward onto the child boundary nodes by means of the spatial and temporal head interpolation approaches. The efficiency of the coupling model is improved either by refining the grid or time step size in the parent and child models, or by carefully locating the sub-model boundary nodes. The temporal truncation errors in the sub-models can be significantly reduced by the adaptive local time-stepping scheme. The generalized one-way coupling scheme is promising to handle the multi-scale groundwater flow problems with complex stresses and heterogeneity.
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DOI：
10.3133/tm6a19
发表时间：
2006
期刊：
Techniques and Methods
影响因子：
--
作者：
R. Niswonger;D. E. Prudic;R. Regan
通讯作者：
R. Niswonger;D. E. Prudic;R. Regan
DOI：
10.3133/tm6a16
发表时间：
2005
期刊：
Techniques and Methods
影响因子：
--
作者：
A. W. Harbaugh
通讯作者：
A. W. Harbaugh
影响因子：
2.6
作者：
E. Morway;R. Niswonger;C. Langevin;R. Bailey;R. Healy
通讯作者：
E. Morway;R. Niswonger;C. Langevin;R. Bailey;R. Healy
影响因子：
4.7
作者：
S. Mehl;M. Hill
通讯作者：
S. Mehl;M. Hill
影响因子：
2.6
作者：
F. Székely
通讯作者：
F. Székely