基于SDOG-ESSG的地球系统元胞自动机框架及其应用试验

发布时间：2017-06-16 23:02

  本文关键词：基于SDOG-ESSG的地球系统元胞自动机框架及其应用试验，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：元胞自动机结构简单且具备模拟复杂系统的能力,已被广泛应用于大气、流体力学、地球物理等领域。然而,现有元胞自动机以欧氏空间为约束进行地球系统过程模拟,忽略了地球重力等天然约束,导致计算过程中元胞状态的传递方向与真实运动的趋势方向不相符,一定程度上扭曲了最终的模拟结果。本文提出了地球系统元胞自动机这一概念,并从元胞表达及构建、邻居模型等方面设计了基于SDOG-ESSG格网的地球系统元胞自动机框架。由于演化规则取决于不同的应用,因此本文进一步以地壳的热传递为例,通过对热力学方程离散化设计了相应的演化规则。最后,借助公开的数据源开展了地壳热传递元胞自动机模拟的初步试验,并与一定区域下的数值模拟结果展开了比对。试验表明,与数值模拟方法相比,本文方法的模拟结果相对误差控制在27%以内,具备一定程度的可行性,可作为地球系统过程模拟的一种新思路。
【作者单位】： 中国矿业大学环境与测绘学院;
【关键词】： 元胞自动机 热传导 模拟 SDOG-ESSG 全球网格
【基金】：国家自然科学基金青年项目(41301432) 中央高校基本科研业务费专项资金(2013QNB10) 江苏高校优势学科建设工程~~
【分类号】：TP301.1;P3
【正文快照】： 非线性是地球系统过程的重要特征[1]。地球内部热平衡、地震传播、火山喷发、海水运动等均为非线性的复杂过程。元胞自动机具有结构简单、易并行等特点,通过时空离散及简单的局部作用即可模拟出系列复杂的全局行为,被誉为宏观与微观的连接纽带[2],常作为非线性科学研究的一种

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