A nonhydrostatic version of FVCOM: 1. Validation experiments

Abstract [1] The unstructured grid finite volume coastal ocean model (FVCOM) system has been expanded to include nonhydrostatic dynamics. This addition uses the factional step method with both split mode explicit and semi‐implicit schemes. The unstructured grid finite volume method, combined with a correction of the final free surface from its intermediate value with inclusion of nonhydrostatic effects, efficiently reduces numerical damping and thus ensures second‐order accuracy of the solutions with local/global volume conservation. Numerical experiments have been made to fully validate the nonhydrostatic FVCOM, including surface standing and solitary waves in idealized flat‐ and sloping‐bottomed channels in homogeneous conditions, the density adjustment problem for lock exchange flow in a flat‐bottomed channel, and two‐layer internal solitary wave breaking on a sloping shelf. The model results agree well with the relevant analytical solutions and laboratory data. These validation experiments demonstrate that the nonhydrostatic FVCOM is capable of resolving complex nonhydrostatic dynamics in coastal and estuarine regions.

نسخه غیر هیدرواستاتیکی FVCOM: ۱. آزمایش‌ها اعتبار سنجی

چکیده [ ۱ ] شبکه بدون ساختار مدل اقیانوس ساحلی حجم محدود (FVCOM)توسعه داده شده‌است تا دینامیک غیر هیدرواستاتیکی را شامل شود. این جمع از روش مرحله‌ای جناحی با هر دو روش صریح و نیمه ضمنی استفاده می‌کند. روش حجم محدود شبکه بدون ساختار، همراه با اصلاح سطح آزاد نهایی از مقدار متوسط آن با در نظر گرفتن اثرات غیر هیدرواستاتیکی، میرایی عددی را به طور موثری کاهش می‌دهد و بنابراین دقت مرتبه دوم راه‌حل‌ها با حفظ حجم محلی / جهانی را تضمین می‌کند. آزمایش‌های عددی برای اعتبارسنجی کامل FVCOM غیرهیدرواستاتیکی، شامل امواج ایستای سطحی و منفرد در کانال‌های تخت و شیبدار ایده‌آل در شرایط همگن، مساله تنظیم چگالی برای جریان تبادل قفل در یک کانال با کف تخت، و شکست موج منفرد داخلی دو لایه در یک طبقه شیب‌دار انجام شده‌است. نتایج مدل به خوبی با راه‌حل‌های تحلیلی مربوطه و داده‌های آزمایشگاهی مطابقت دارد. این آزمایش‌ها اعتبار سنجی نشان می‌دهد که FVCOM غیرهیدرواستاتیکی قادر به حل دینامیک غیرهیدرواستاتیکی پیچیده در نواحی ساحلی و مصبی است.

ترجمه شده با