21、海洋冰盖模型与层流粘性不可压缩流体流动的数值模拟方法

海洋冰盖模型与层流粘性不可压缩流体流动的数值模拟方法

在科学研究中，海洋冰盖模型和层流粘性不可压缩流体流动的模拟是重要的研究领域。本文将介绍相关的数值模拟方法，包括海洋冰盖模型的TNNMG方法和层流粘性不可压缩流体流动的组件模态综合（CMS）方法。

海洋冰盖模型模拟

模型实现与参数设置

• 实现基于代码DUNE及其模块Dune - Tnnmg。
• 考虑在域Ω = [−1000, 1000] km上的多项式基岩。
• 初始化冰几何为在Ω上有10米厚的冰层（包括接地和漂浮部分），并应用随时间恒定的质量平衡：当x < −500 km时，a(x) = −1 m y⁻¹；其他地方a = 0.3 m y⁻¹。
• 使用的参数：冰密度ρi = 900 kg m⁻³，水密度ρw = 1000 kg m⁻³，重力加速度g = 9.81 m s⁻²，A = 4.6416 × 10⁻²⁴ Pa⁻³ s⁻¹。

滑动参数化实验

进行了两个使用不同滑动参数化的实验：
| 实验 | m值 | C值 | 滑动定律类型 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| (a) | 1/3 | 7.624 × 10⁶ Pa m⁻¹/³ s¹/³ | 幂律型滑动定律 |
| (b) | 0 | 10⁵ Pa | 库仑型定律 |

网格划分与时间步长

• 域Ω以约15 km的分辨率均匀网格化，并在接地线周围5 km内自适应细化到约0.1 km的分辨率。