Numerical approximation of the shallow water equations with Coriolis source term
| Autor: | Yohan Penel, Arnaud Duran, Youssouf Nasseri, Noémie Gaveau, Virgile Dubos, Emmanuel Audusse |
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| Přispěvatelé: | Laboratoire Analyse, Géométrie et Applications (LAGA), Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Nord, Numerical Analysis, Geophysics and Ecology (ANGE), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut Camille Jordan (ICJ), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation mathématique, calcul scientifique (MMCS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Institut Denis Poisson (IDP), Université d'Orléans (UO)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Mathématiques de Marseille (I2M), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The authors express their deep gratitude to the French National Research Agency project NABUCO, grant ANR-17-CE40-0025 and the french INSU-CNRS (Institut National des Sciences de l’Univers – Centre National de la RechercheScientifique) program LEFE-MANU (Méthodes Math ématiques et Numériques), project DWAVE for the funding of the project, ANR-17-CE40-0025,Nabuco,Frontières numériques et couplages(2017), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ), Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours-Université d'Orléans (UO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours (UT)-Université d'Orléans (UO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Marseille (ECM)-Aix Marseille Université (AMU) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
T57-57.97
Work (thermodynamics) Applied mathematics. Quantitative methods Finite volume method Mathematical analysis Term (time) symbols.namesake QA1-939 Froude number symbols Polygon mesh Diffusion (business) [MATH]Mathematics [math] Shallow water equations Mathematics Geostrophic wind Physics::Atmospheric and Oceanic Physics [MATH.MATH-NA]Mathematics [math]/Numerical Analysis [math.NA] |
| Zdroj: | ESAIM: Proceedings ESAIM: Proceedings, 2021, 70, pp.31-44. ⟨10.1051/proc/202107003⟩ ESAIM: Proceedings, EDP Sciences, 2021, 70, pp.31-44 ESAIM: Proceedings and Surveys, Vol 70, Pp 31-44 (2021) |
| ISSN: | 1270-900X |
| DOI: | 10.1051/proc/202107003⟩ |
| Popis: | International audience; We investigate in this work a class of numerical schemes dedicated to the non-linear Shallow Water equations with topography and Coriolis force. The proposed algorithms rely on Finite Volume approximations formulated on collocated and staggered meshes, involving appropriate diffusion terms in the numerical fluxes, expressed as discrete versions of the linear geostrophic balance. It follows that, contrary to standard Finite-Volume approaches, the linear versions of the proposed schemes provide a relevant approximation of the geostrophic equilibrium. We also show that the resulting methods ensure semi-discrete energy estimates. Numerical experiments exhibit the efficiency of the approach in the presence of Coriolis force close to the geostrophic balance, especially at low Froude number regimes. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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