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Optimisation of simulation particle number in a Lagrangian ice microphysical model

Unterstrasser, Simon und Sölch, Ingo (2014) Optimisation of simulation particle number in a Lagrangian ice microphysical model. Geoscientific Model Development, 7, Seiten 695-709. DOI: 10.5194/gmd-7-695-2014. ISSN 1991-959X.

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Offizielle URL: http://www.geosci-model-dev.net/7/695/2014/

Kurzfassung

This paper presents various techniques to speed up the Lagrangian ice microphysics code EULAG-LCM. The amount of CPU time (and also memory and storage data) depends heavily on the number of simulation ice particles (SIPs) used to represent the bulk of real ice crystals. It was found that the various microphysical processes require different numbers of SIPs to reach statistical convergence (in a sense that a further increase of the SIP number does not systematically change the physical outcome of a cirrus simulation). Whereas deposition/sublimation and sedimentation require only a moderate number of SIPs, the (nonlinear) ice nucleation process is only well represented, when a large number of SIPs is generated. We introduced a new stochastic nucleation implementation which mimics the stochastic nature of nucleation and greatly reduces numerical sensitivities. Furthermore several strategies (SIP merging and splitting) are presented which flexibly adjust and reduce the number of SIPs. These efficiency measures reduce the computational costs of present cirrus studies and allow extending the temporal and spatial scales of upcoming studies.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Optimisation of simulation particle number in a Lagrangian ice microphysical model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Unterstrasser, SimonDLR, IPA
Sölch, IngoDLR, IPA
Datum:2014
Erschienen in:Geoscientific Model Development
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:7
DOI :10.5194/gmd-7-695-2014
Seitenbereich:Seiten 695-709
ISSN:1991-959X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:particle-based microphysics, Lagrangian microphyiscs, contrail, cirrus, nucleation, Large-eddy simulation
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Hinterlegt von: Dr. Simon Unterstraßer
Hinterlegt am:30 Apr 2014 18:14
Letzte Änderung:29 Jul 2014 07:14

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