Comparison of dealiasing schemes in large-eddy simulation of neutrally-stratified atmospheric boundary-layer type flows
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Three dealiasing schemes for large-eddy simulation of turbulent flows are inter-compared for the canonical case of pressure-drive atmospheric boundary-layer type flows. Aliasing errors arise in the multiplication of partial sums, such as those encountered when integrating the non-linear terms of the Navier–Stokes equations in spectral methods (Fourier or polynomial discrete series), and are detrimental to the accuracy of the numerical solution. This is of special relevance when using high-order schemes. In this work, a performance/cost analysis is developed for three well-accepted approaches: the exact 3/2 rule, the Fourier truncation method, and a high order Fourier smoothing method. Tests are performed within a newly developed mixed pseudo-spectral collocation - finite differences large-eddy simulation code, parallelized using a two-dimensional pencil decomposition. The static Smagorinsky eddy-viscosity model with wall damping of the model coefficient is used. A series of simulations are performed at varying resolution and key flow statistics are inter-compared among the considered dealiasing schemes. The numerical results validate the numerical performance predicted by theory when using the Fourier truncation and Fourier smoothing methods. In terms of turbulence statistics, the Fourier Truncation method proves to be over-dissipative when compared against the Fourier Smoothing method and the traditional 3/2-rule, leading to an enhanced horizontal integrated mass flux and to higher dispersive momentum fluxes. Its use in large-eddy simulation of atmospheric boundary-layer type flows is therefore not recommended. Conversely, the Fourier Smoothing method yields accurate flow statistics, comparable to those resulting from the application of the 3/2 rule, with a significant reduction in computational cost, which makes it a convenient alternative for use in the studies related to the atmospheric boundary layer.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».