雲微物理解像の雲全体計算に向けた先端的数値計算手法の開発
云粒子理解图像全云计算先进数值计算方法开发
基本信息
- 批准号:20K14559
- 负责人:
- 金额:$ 2.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
前年度までに開発した数値モデルを用いて、様々な条件設定での評価や検証を行った。前年度では、超水滴法の初期化には、エアロゾルの分布関数の他に、超水滴の状態のサンプリングに用いる確率分布が必要となるが、この確率分布の生成に最適輸送理論を応用する方法を提案した。しかし、計算に用いたアルゴリズムは正則化を含むものであったことで、確率分布のテールにおける精度には問題があった。そのため、テールでの精度を担保できる別のアルゴリズムに切り替えることで、精度を向上させた。孤立的な雄大積雲の数値実験において、開発した初期化方法のパラメータを変えたパラメータスイープを行ったところ、超水滴法を用いた場合に見られていた雲微物理特性の大きな空間変動を抑制する効果が得られることが確認できた。超水滴密度のゆらぎを抑制するため、超水滴を移流させる際に用いる補間法は、超水滴位置の発散が、格子場の発散と整合的であることが必要である。しかし、これまで用いられてきた補間法は高々一次精度であったことで、格子内の渦による輸送は無視されていた。渦の影響が加味される二次精度の補間法を用いて、粒子の初期位置をマーカーとして追跡したとき、一次精度の補間法を用いた場合に数値的影響によって見られた階段状のパターンが抑制されることを示した。バルク法とビン法との速度比較をより詳細に行ったところ、超水滴法の相対的な利点は、トレーサー移流の計算量の少なさ、コンパクトさ、浮動小数点数のより低精度な表現が可能という点にあることが分かった。半精度浮動小数点数を用いて、超水滴法によるパーセルモデルの数値実験を行い、数値誤差の粒径分布への影響を調べた。その結果、安直な利用は難しいと結論付けた。前年度に開発した数値モデルの設計の詳細に、以上の知見を加えて論文を投稿した。
The previous year's までに开発した値モデルを uses the いて and 様々な conditions to set the でのvaluation価や検证を行った. Previous year's では, super water drop method's initialization には, エアロゾル's distribution level number のに, super water drop の status のサンプリングIt is necessary to use the accuracy distribution and it is necessary to generate the accuracy distribution. The optimal transport theory is the proposal of the method. Calculate the regularization method using regularizationたことで, accuracy distribution のテールにおけるprecision には problem があった.そのため、テールでの Accuracy をGuaranteed できるbieのアルゴリズムに Cutり substitute えることで、Precision をUPさせた. Isolated Naxiong Cumulus のnumber 値実験において、开発したInitialization recipe法のパラメータを変えたパラメータスイープを行ったところ, the super water drop method can be used in various situations, and the microphysical properties of clouds can be suppressed and the effect of large spatial changes can be confirmed. Super water droplet density suppression method, super water droplet flow transfer method and tweening methodは, super water drop position, lattice field, and integration are necessary. The use of the tweening method for しかし and これまで has a high primary accuracy, and the vortex in the grid is conveyed with no regard for it. The effect of the vortex is the added flavor of the quadratic accuracy of the tweening method, the initial position of the particle is traced, and once The accuracy of the tweening method is used in situations where the influence of the numerical value is suppressed by the step-by-step method.バルク法とビン法とのspeed comparisonをよりDetailsに行ったところ、Super water drop methodのphase relationship's advantageは、トレーサーshift flowのThe calculation amount is small, the floating decimal point is low precision, and the performance is possible. Half-precision floating decimal points are used, the super water drop method is used to calculate the number, and the error in the number is used to adjust the particle size distribution.そのRESULTS, ANSAOなutilizationはdifficultyしいとconclusionpayけた. The details of the design of the design of the previous year were published, and the above knowledge was added and the paper was submitted.
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Intra-cloud Microphysical Variability Obtained from Large-eddy Simulations using the Super-droplet Method
使用超级液滴法从大涡模拟中获得云内微物理变化
- DOI:10.1002/essoar.10508672.1
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T. Matsushima;S. Nishizawa;S. Shima;W. Grabowski
- 通讯作者:W. Grabowski
微速度撮影された雲の様子を観察してみよう:「京」コンピュータを使ったシミュレーション編1
让我们观察延时摄影中捕捉到的云:使用 K 计算机进行模拟 1
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
微速度撮影された雲の様子を観察してみよう:「京」コンピュータを使ったシミュレーション編2
让我们观察延时摄影中捕捉到的云:使用 K Computer 进行模拟 2
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Numerical model to enable ultra-high-resolution simulations of shallow clouds using the super-droplet method
使用超级液滴方法对浅层云进行超高分辨率模拟的数值模型
- DOI:
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Moulane Y.;Jehin E.;Rousselot P.;Manfroid J.;Shinnaka Y.;Pozuelos F. J.;Hutsem?kers D.;Opitom C.;Yang B.;Benkhaldoun Z.;泉拓磨;新中善晴;Toshiki Matsushima
- 通讯作者:Toshiki Matsushima
超水滴法による浅い雲の超高解像度数値実験を可能にする数値モデルの開発
开发能够使用超级水滴法在浅云上进行超高分辨率数值实验的数值模型
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:土屋敏章;堀匡寛;小野行徳;高木 知弘;松嶋俊樹,西澤誠也,島伸一郎,富田浩文
- 通讯作者:松嶋俊樹,西澤誠也,島伸一郎,富田浩文
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松嶋 俊樹其他文献
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{{ truncateString('松嶋 俊樹', 18)}}的其他基金
理想化モデルを用いた, 竜巻を模した渦の力学に関する研究
使用理想化模型研究模拟龙卷风的涡流动力学
- 批准号:
15J01380 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
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相似海外基金
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22K03724 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
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- 批准号:
1945681 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
Standard Grant
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- 批准号:
541095-2019 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards
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- 批准号:
18J14557 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
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- 批准号:
1748012 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
Standard Grant
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- 批准号:
17H06139 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
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- 批准号:
15H02218 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.41万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)