大气动力学方程的Hamilton算法

计算物理 ›› 2001, Vol. 18 ›› Issue (4): 289-297.

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大气动力学方程的Hamilton算法

王斌¹, 季仲贞¹, 肖庆农²

1. 中国科学院大气物理研究所LASG, 北京 100029;
2. 佛罗里达州立大学气象系

收稿日期:2000-06-05 修回日期:2000-08-28 出版日期:2001-07-25 发布日期:2001-07-25
作者简介:王斌(1962-),男,湖南,研究员,博士,从事气候数值模拟方面的研究.
基金资助:
国家自然科学基金(49775268);国家重点基础研究发展规划(973)项目(G1999032801);国家优秀重点实验室专项基金(49823002)和大气所重点创新课题(8-1205)资助项目

HAMILTONIAN ALGORITHM FOR SOLVING THE DYNAMIC EQUATIONS OF ATMOSPHERE

WANG Bin¹, JI Zhong-zhen¹, XIAO Qing-nong²

1. LASG, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, P R China;
2. Department of Meteorology, Florida State University, U S A

Received:2000-06-05 Revised:2000-08-28 Online:2001-07-25 Published:2001-07-25

摘要/Abstract

摘要： 将大气动力学方程组写成正则算子方程的形式,通过引入泊松括号,并利用原方程组的无穷个不变量,深入研究其Hamilton性质,在忽略摩擦和外源强迫的情况下,证明了大气动力体系是一个Hamilton系统,从而构造出求解它的辛算法,并用数值试验检验了该算法.

关键词: 大气动力学方程, Hamilton系统, 辛格式

Abstract: The Hamiltonian nature of the dynamic equations of atmosphere is studied further, based on its regular form and its infinitely many first integrals equipped with a given Poisson bracket. Without the friction and forcing processes, the dynamic equation system of atmosphere is proved to be a Hamiltonian system. A symplectic scheme to solve the system is proposed, whose good performance is shown in a numerical experiment.

Key words: dynamic equations of atmosphere, Hamiltonian system, symplectic scheme

中图分类号:

P401

王斌, 季仲贞, 肖庆农. 大气动力学方程的Hamilton算法[J]. 计算物理, 2001, 18(4): 289-297.

WANG Bin, JI Zhong-zhen, XIAO Qing-nong. HAMILTONIAN ALGORITHM FOR SOLVING THE DYNAMIC EQUATIONS OF ATMOSPHERE[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2001, 18(4): 289-297.

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