A robust numerical method for the generation and propagation of periodic finite-amplitude internal waves in natural waters using high-accuracy simulations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. The design and implementation of boundary conditions for the robust generation and simulation of periodic finite-amplitude internal waves is examined in a quasi two-layer continuous stratification using a spectral-element-method-based incompressible flow solver. The commonly used Eulerian approach develops spurious, and potentially catastrophic small-scale numerical features near the wave-generating boundary in a non-linear stratification when the parameter A/(δc) is sufficiently larger than unity; A and δ are measures of the maximum wave-induced vertical velocity and pycnocline thickness, respectively, and c is the linear wave propagation speed. To this end, an Euler–Lagrange approach is developed and implemented to generate robust high-amplitude periodic deep-water internal waves. Central to this approach is to take into account the wave-induced (isopycnal) displacement of the pycnocline in both the vertical and (effectively) upstream directions. With amplitudes not restricted by the limits of linear theory, the Euler–Lagrange-generated waves maintain their structural integrity as they propagate away from the source. The advantages of the high-accuracy numerical method, whose minimal numerical dissipation cannot damp the above near-source spurious numerical features of the purely Eulerian case, can still be preserved and leveraged further along the wave propagation path through the robust reproduction of the non-linear adjustments of the waveform. The near- and far-source robustness of the optimized Euler–Lagrange approach is demonstrated for finite-amplitude waves in a sharp quasi two-layer continuous stratification representative of seasonally stratified lakes. The findings of this study provide an enabling framework for two-dimensional simulations of internal swash zones driven by well-developed non-linear internal waves and, ultimately, the accompanying turbulence-resolving three-dimensional simulations.
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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 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 ».