基本介紹
- 中文名:海綿邊界條件
- 外文名:sponge boundary condition
- 學科:動力氣象學
- 實質:能量的吸收帶
- 作用:消除計算波和抑制計算不穩定性
- 類別:屬於水平側邊界條件
定義,套用背景,計算公式,作用,變式,
定義
海綿邊界條件(sponge boundary condition)是指由邊界向內一定範圍人為設定一個過渡區,以減小邊界附近要素的水平梯度力,抑制這種邊界條件引起的計算波。
套用背景
固定邊界條件比較簡單,使用方便。但是由於天氣系統不能自由地穿越邊界,容易在邊界附近形成很強的要素水平梯度,產生計算不穩定。為了減小邊界附近要素的水平梯度力,抑制這種邊界條件引起的計算波,可採用所謂的海綿邊界條件,即由邊界向內一定範圍人為設定一個過渡區。
計算公式
在過渡區外邊界,即預報區域邊界處取固定邊界條件;在過渡區內邊界,即過渡區最內一圈上取預報值,而過渡區內格點 i 處(n+1)時步的預報值按一下公式計算:
圖1 海綿邊界條件示意圖


式中
為過渡區內邊界上 n+1 時步的預報值,
是過渡區外邊界上的初值,ai為鬆弛係數,如圖 1 所示,在過渡區內ai 的值由 1 向內遞減為零。一般來說,過渡帶需要取 5 - 7 圈,ai 可以取線性分布,也可以取非線性分布。


作用
變式
