Modelowanie numeryczne lodu morskiego metodami elementów dyskretnych – rozwój podstaw teoretycznych i metod numerycznych
Obiektem badań w proponowanym projekcie jest dynamika lodu morskiego, ze szczególnym naciskiem na procesy fragmentacji pokrywy lodowej, jak również submezoskalowe interakcje lodu morskiego z oceanem i atmosferą. Główne cele projektu to:
- Rozwój istniejących i opracowanie nowych modeli matematycznych oddziaływań lodu morskiego i falowania, odpowiednich do implementacji w modelach opartych na elementach dyskretnych, tzn. zgodnych z podstawowymi założeniami tych modeli.
- Opracowanie (na podstawie wyników teoretycznych) algorytmów numerycznych oddziaływań lodu morskiego i falowania i ich implementacja w modelu DESIgn (Discrete-Element bonded-particle Sea Ice model; patrz strona modelu).
- Weryfikacja hipotezy mówiącej, że: (i) wynikiem fragmentacji lodu wywołanej falowaniem są kry o zbliżonych rozmiarach i wielobocznym kształcie oraz że (ii) ich dalsze rozdrabnianie przez deformacje ścinające jest odpowiedzialne za formowanie się zaokrąglonych kształtów i potęgowego rozkładu ich rozmiarów.
- Rozszerzenie zakresu stosowalności modelu DESIgn poprzez opracowanie i implementację parametryzacji wybranych procesów fizycznych, jak np. deformacji podczas kompresji (pressure ridging); zamarzanie i topnienie. Implementacja nowych funkcji ułatwiających dalszy rozwój modelu.
- Pogłębienie naszej wiedzy dotyczącej czynników mogących prowadzić do gwałtownej fragmentacji i dezintegracji pokrywy lodowej na dużych obszarach, jak ta, która miała miejsce w Morzu Beauforta zimą 2013 roku.
- Wykorzystanie modelowania o wysokiej rozdzielczości do lepszego poznania oddziaływań atmosferalód morskiocean w sytuacjach silnej fragmentacji pokrywy lodowej i/lub w pobliżu granicy lodu. Analiza wpływu rozkładu wielkości kier na wymianę ciepła i pędu, turbulencję, mieszanie i stabilność pionową w warstwie granicznej morza i atmosfery. Weryfikacja istniejących hipotez dotyczących formowania się pasm lodu w pobliżu granicy z otwartą wodą.
- Opracowanie parametryzacji powyższych efektów, uwzględniających rozkład wielkości kier, odpowiednich do implementacji w wielkoskalowych modelach lodu.
Pełen opis projektu w języku angielskim można znaleźć tutaj.
Krótkie streszczenie popularnonaukowe znajduje się tutaj.
Informacje szczegółowe
- Akronim projektu:
- Sea Ice Project 1
- Program finansujący:
- OPUS
- Instytucja:
- Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
- Porozumienie:
- 2015/19/B/ST10/01568 z dnia 2016-07-27
- Okres realizacji:
- 2016-07-27 - 2020-01-26
- Kierownik zespołu badawczego:
- dr hab. Agnieszka Herman
- Realizowany w:
- Zakład Oceanografii Fizycznej
- Wartość projektu:
- 462 960.00 PLN
- Typ zgłoszenia:
- Krajowy Program Badawczy
- Pochodzenie:
- Projekt krajowy
- Weryfikacja:
- Brak weryfikacji
wyświetlono 179 razy