شبیهسازی عددی امواج پوانکاره با استفاده از روشهای فشرده مرکزی و یک-سویه
نویسندگان
1 استاد گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد اقیانوسشناسی فیزیکی، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
3 استاد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران
doi
10.30499/ijg.2023.380145.1481چکیده
چندین روش عددی برای حل معادلات آب کمعمق خطی معرفی شدهاند که انتشار امواج پوانکاره را در دامنه متناهی یکبعدی توصیف میکنند. برای این مسئله یک راهحل تحلیلی شناخته شده است که با ارتفاع اولیه ناپیوسته اجرا میشود و امکان ارزیابی دقت و استحکام هر روش عددی و بهویژه توانایی آنها را در تشخیص ناپیوستگیهای مسیر بدون نوسانات کاذب فراهم میکند. کار حاضر به بررسی و اِعمال روشهای تفاضل متناهی فشرده مرکزی و یکسویه برای حل عددی معادلات حاکم بر امواج پوانکاره میپردازد. برای این منظور، گسستهسازی مکانی با روشهای فشرده مرکزی و یکسویه و گسستهسازی زمانی با روش رونگ- کوتا ارائه میشود. ابتدا معادله فرارفت یکبعدی که حل تحلیلی دارد، با استفاده از روشهای فوق گسستهسازی و عملکرد و دقت عددی روشها سنجیده میشود. سپس معادلات حاکم بر امواج پوانکاره با استفاده از روشهای مذکور حل عددی میشود و برای دو شرط اولیه که نقاط ناپیوسته دارند، نتایج مقایسه میشود. در نهایت، حل عددی روشهای فشرده مرکزی و یکسویه با یکدیگر مقایسه و نتایج آن تجزیه و تحلیل میشود. روشهای فشرده مرکزی و یکسویه در تشخیص و شناسایی ناپیوستگیهای مسیر بهخوبی عمل میکنند. از بین روشهای بهکارگرفتهشده، روش فشرده یکسویه مرتبه پنجم خطای برش مرتبه پنجم دارد و همچنین ضریب عددی قبل خطای برش آن عددی بسیار کوچکتر است که نسبت به دیگر روشهای استفادهشده خطای کمتر و در نتیجه، دقت عددی بیشتری دارد.