使用定制的多网格求解器改进英国气象局的天气和气候预报
摘要：Met Office气候和天气预报能力的核心是一个复杂的数值模型，该模型解决了大尺度大气流动的方程。由于该模型使用了半隐式时间步进，因此需要重复解决一个有数亿个未知数的大型稀疏线性方程组。这是操作预报的计算瓶颈之一，高效的数值算法对确保最佳性能至关重要。我们开发和实施了一种定制的多重网格求解器来解决这个挑战。与之前使用的BiCGStab方法相比，我们的求解器将解线性系统的时间缩短了两倍。这从根本上改善了模型的整体性能：全球预测可以提前10％-15％。多重网格还避免了迭代方案在单精度下收敛停滞的问题。通过更好地利用计算资源，我们的工作为Met Office估计每年节省了30万英镑的成本。
作者：Andrew Malcolm, Eike H. M"uller, Robert Scheichl
论文ID：2307.04528
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2023-07-11