초록 ▼

최근에 국내에서는 기존의 전구모델 스펙트럴법(spectral method)을 대체할 수 있는 새로운 스펙트럴법이 개발되었다. 이 스펙트럴법은 구면좌표계에 이중후리에급수(Double Fourier Series)를 적용하여 기상변수를 동서 및 남북방향으로 후리에급수로 전개하는 것이다. DFS 역학체계를 구성하는 수치계산알고리즘은 가장 일반적으로 많이 사용되는 연직이산화, 시간미분, 잡음제거를 위한 효율적인 필터링 방법, 파수절단 방법 등을 도입하고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점을 활용하여, DFS 스펙트럴법을 구성하는 여러 수치계산

최근에 국내에서는 기존의 전구모델 스펙트럴법(spectral method)을 대체할 수 있는 새로운 스펙트럴법이 개발되었다. 이 스펙트럴법은 구면좌표계에 이중후리에급수(Double Fourier Series)를 적용하여 기상변수를 동서 및 남북방향으로 후리에급수로 전개하는 것이다. DFS 역학체계를 구성하는 수치계산알고리즘은 가장 일반적으로 많이 사용되는 연직이산화, 시간미분, 잡음제거를 위한 효율적인 필터링 방법, 파수절단 방법 등을 도입하고 있다. 본 연구에서는 이러한 장점을 활용하여, DFS 스펙트럴법을 구성하는 여러 수치계산과정을 개선하고, 분해능 모델에 적합하도록 최적화하는 것이다. 또한, 다양한 고분해능 모델에 적용할 수 있는 역학적 테스트방법을 개발하는 것이다. 본 연구의 범위는 다음과 같이 크게 네 가지로 요약할 수 있다.
1. 고차 스펙트럴 필터의 민감도 파악
2. 파수절단 및 역학모수의 최적화
3. 묵시적 시간차분법의 개발
4. 역학적 테스트방법의 개발
5. 고분해능 모델의 계산효율성 검증

Abstract ▼

Double Fourier Series (DFS) dynamical core was improved to fit the high-resolution model by enhancing the stability and efficiency. The improvement was done in two numerical aspects of the dynamical core. First, an implicit time-stepping method was introduced to the time differentiation of the model

Double Fourier Series (DFS) dynamical core was improved to fit the high-resolution model by enhancing the stability and efficiency. The improvement was done in two numerical aspects of the dynamical core. First, an implicit time-stepping method was introduced to the time differentiation of the model to treat effectively the small-scale noises arising from nonlinear instability. Secondly, optimal wave-truncation was deduced. Instead of two third rule the aliased truncation in meridional direction was in use which allows more wave components than the triangular truncation. The numerical efficiency of the DFS dynamical core was confirmed by time-integrating the high-resolution models on high-performance super computers IBM p690 and NEC SX-6 in KISTI. A new test method for the dynamical cores was developed which uses analytic forced solutions of the shallow water equations on the sphere.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 9
• 제 2 절 연구개발의 목적 및 범위 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 1 절 구면좌표계 천해파 방정식의 스펙트럴 모델 ... 12
• 제 2 절 파수 절단의 효과 ... 19
• 제 3 절 구면좌표계 천해파 방정식의 해석해 ... 29
• 제 4 절 고분해능 모델의 수치계산상의 효율성 ... 42
• 제 5 절 고분해능 지형에 의한 천해파 파동의 반응 ... 45
• 제 6 절 경압불안정파의 역학적 테스트 ... 47
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 50
• 제 1 절 제 1차 연도 (2007년) ... 50
• 제 2 절 제 2차 연도 (2008년) ... 51
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 52
• 제 1 절 전구모델의 역학체계 검증을 위한 구면좌표계 천해파 방정식의 응용 ... 52
• 제 2 절 개선된 역학체계 모수의 응용 ... 52
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 54
• 제 1 절 수치모델링의 국제 워크샵을 통한 최근의 연구경향 ... 54
• 제 2 절 본 연구 관련 자료분석을 통하여 파악한 최근의 연구경향 ... 54
• 제 7 장 참고문헌 ... 55