强变粘度三维地幔对流的伪可压缩多重网格迭代算法
摘要：一种用于解决具有强烈可变粘度的地幔对流问题的数值算法被提出。通过多重网格方法与伪可压缩性和局部时间步进技术相结合，求解高粘性和不可压缩流体的质量和动量守恒方程。该算法适用于大规模三维数值模拟，因为(i)不需要任何额外矩阵的存储和(ii)向量化和并行化都很简单。该算法已经被整合到基于有限体积离散化的三维矩形区域的地幔对流模拟程序中。与之前的二维和三维计算进行基准比较，包括温度和/或深度依赖粘度，结果表明即使在粘度变化几个数量级的情况下，也能成功复现准确的结果。通过在多重网格操作期间增加预处理和后处理计算，可以显著提高数值方法对粘度变化的稳健性，并可以收敛于全局粘度变化高达1e10。
作者：Masanori Kameyama, Akira Kageyama and Tetsuya Sato
论文ID：physics/0410249
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2009-11-10