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Enregistrement W4318214681 · doi:10.5194/gmd-16-659-2023

A simple, efficient, mass-conservative approach to solving Richards' equation (openRE, v1.0)

2023· article· en· W4318214681 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueGeoscientific model development · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSoil and Unsaturated Flow
Établissements canadiensGlobal Institute for Water SecurityUniversity of Saskatchewan
Organismes subventionnairesGlobal Water FuturesCanada First Research Excellence Fund
Mots-clésOdeRichards equationPython (programming language)SolverComputer scienceApplied mathematicsMATLABWater balanceOrdinary differential equationMathematical optimizationDifferential equationMathematicsProgramming languageMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. A simple numerical solution procedure – namely the method of lines combined with an off-the-shelf ordinary differential equation (ODE) solver – was shown in previous work to provide efficient, mass-conservative solutions to the pressure-head form of Richards' equation. We implement such a solution in our model openRE. We developed a novel method to quantify the boundary fluxes that reduce water balance errors without negative impacts on model runtimes – the solver flux output method (SFOM). We compare this solution with alternatives, including the classic modified Picard iteration method and the Hydrus 1D model. We reproduce a set of benchmark solutions with all models. We find that Celia's solution has the best water balance, but it can incur significant truncation errors in the simulated boundary fluxes, depending on the time steps used. Our solution has comparable runtimes to Hydrus and better water balance performance (though both models have excellent water balance closure for all the problems we considered). Our solution can be implemented in an interpreted language, such as MATLAB or Python, making use of off-the-shelf ODE solvers. We evaluated alternative SciPy ODE solvers that are available in Python and make practical recommendations about the best way to implement them for Richards' equation. There are two advantages of our approach: (i) the code is concise, making it ideal for teaching purposes; and (ii) the method can be easily extended to represent alternative properties (e.g., novel ways to parameterize the K(ψ) relationship) and processes (e.g., it is straightforward to couple heat or solute transport), making it ideal for testing alternative hypotheses.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,557
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,001

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.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,189 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle