Zwei-Wege-Nestung und dynamische Gitterverfeinerung als Methoden zur direkten Simulation kleinräumiger meteorologischer Prozesse

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Bei der Simulation atmosphärischer Vorgänge werden die Effekte kleinräumiger Prozesse im Allgemeinen parametrisiert. Für Untersuchungen z.B. zur Zyklonenbildung oder von Heterogenitäten in Fronten müssen diese Prozesse dagegen direkt berechnet werden. Dieses kann mit einem feinen Gitter in Form einer höchstaufgelösten Modellierung geschehen, die allerdings mit erheblichem Integrationsaufwand verbunden ist. Hybride Methoden der direkten Simulation sind: die Verwendung von nicht-äquidistanten Gittern, Ein-Wege-Nestung, Zwei-Wege-Nestung sowie dynamische Gitterverfeinerung. Für diese Methoden müssen geeignete numerische Verfahren, Verfeinerungskriterien sowie Nestungsgrößen sowie noch gefunden werden. Zudem ist unklar, ob die rechnerbezogenen Kosten der hybriden Methoden tatsächlich geringer als die der höchstaufgelösten Modellierung und die Lösungen realitätsnah sind. Ziel dieses Projektes ist es, die am besten geeignete Methode zur direkten Simulation kleinräumiger Prozesse zu identifizieren. Die verschiedenen Methoden werden implementiert, auf gleiche Testfälle angewandt und bewertet. Für Gittersprünge geeignete numerische Methoden werden eingeführt, Verfeinerungskriterien und geeignete Nestungsgrößen abgeleitet.