شبیه‌سازی عددی مستقیم چرخش اقیانوسی شبه‌ژئوستروفیک یک ‎لایه

در این پژوهش یک استراتژی شبیه‎سازی عددی مستقیم با استفاده از طرح عددی آراکاوا برای معادله انتقال ورتیسیتی باروتروپیک در یک حوزه اقیانوسی کم‎عمق با فرض نیروی اجباری متکی بر باد با دو هسته متقارن و اتلاف در یک مدل ‎یک‎لایه بکار گرفته شده ‎است. شبیه‌سازی عددی مستقیم با حل دقیق این معادله برای دو مسئله با مقادیر عدد رینولدز و عدد راسبی متفاوت مقایسه خواهد شد تا توانایی این الگو در محاسبه دینامیک جریان ارزیابی شود. با بررسی نتایج حاصل از این مقایسه می‎توان پی برد که این رویکرد دارای دقت بالایی بوده و توانایی پیش بینی مقادیر میدان جریان را دارد. همچنین نتایج حاصل نشان می‎دهد که شبیه سازی عددی مستقیم معادله انتقال ورتیسیتی باروتروپیک موفق شده‎ تا ایجاد یک الگوی چرخشی آشفته را در کوتاه مدت پیش بینی کند. در این پیش بینی مشخص شد که افزایش دو عدد رینولدز و عدد راسبی منجر به اضمحلال برخی گردابه ها به دلیل کاهش استهلاک لازم برای بقای آشفتگی در گذر زمان خواهد شد.

direct numerical simulation of single layer quasi-geostrophic ocean circulation

in this study, a direct numerical simulation strategy using arakawa numerical scheme for the barotropic vorticity equation as a single-layer quasi-geostrophic ocean model assuming double-gyre wind force and dissipation has been used. dns will be compared with the exact solution for two problems with different values of reynolds and rossby numbers in order to evaluate the ability of this model to calculate dynamics. the results show that dns of bve assuming double-gyre wind force has succeeded in predicting the creation of a turbulent circulation pattern in a short time. in this prediction, it was found that the increase in reynolds and rossby numbers will lead to the disappearance of some vortices due to the reduction of the required depreciation for the survival of turbulence over time.