Modelowanie numeryczne lodu morskiego metodami elementów dyskretnych - rozwój podstaw teoretycznych i metod numerycznych

Kierownik projektu: Agnieszka Herman

Realizatorzy:

  • Kamila Świszcz
  • Maciej Dojczman

Uniwersytet Gdański

Wydział Oceanografii i Geografii

Gdynia

Data otwarcia: 2019-09-06

Streszczenie projektu

Obiektem badań w tym projekcie są interakcje lodu morskiego z oceanem i atmosferą, ze szczególnym naciskiem na obszary, gdzie pokrywa lodowa jest niejednorodna, jak np. w obrębie tzw. strefy marginalnej lodu (ang. marginal ice zone), dla której typowe są kry o szerokim zakresie rozmiarów, szczeliny i spękania, jak również obszary powstawania nowego lodu morskiego. Aspektem, który łączy w całość zadania projektu, są mezo- i wielkoskalowe efekty procesów zachodzących w mniejszej skali, związanej ze wspomnianą niejednorodnością pokrywy lodowej. Główne cele projektu to:
Obiektem badań w tym projekcie są interakcje lodu morskiego z oceanem i atmosferą, ze szczególnym naciskiem na obszary, gdzie pokrywa lodowa jest niejednorodna, jak np. w obrębie tzw. strefy marginalnej lodu (ang. marginal ice zone), dla której typowe są kry o szerokim zakresie rozmiarów, szczeliny i spękania, jak również obszary powstawania nowego lodu morskiego. Aspektem, który łączy w całość zadania projektu, są mezo- i wielkoskalowe efekty procesów zachodzących w mniejszej skali, związanej ze wspomnianą niejednorodnością pokrywy lodowej. Główne cele projektu to:
1. Opracowanie kodu "wielofazowego" modelu odpowiedniego do wysokiej rozdzielczości symulacji procesów dynamicznych w dolnej atmosferze oraz powierzchniowej warstwie oceanu (na podstawie modelu opracowanego we wcześniejszym projekcie oraz dostępnych modeli CFD (ang. computational fluid dynamics)). Wykorzystanie tego modelu do analizy procesów zachodzących w początkowych stadiach tworzenia się lodu morskiego, ze szczególnym naciskiem na procesy formowania się pasm śryżu lodowego (ang. frazil streaks), oraz do analizy roli tych struktur w wymianie pędu i ciepła między oceanem a atmosferą ? tym samym, pogłębienie naszego zrozumienia procesów, które tylko w ogólnym zarysie są uwzględniane w obecnych modelach lodu morskiego.
2. Rozbudowa tworzonego we wcześniejszym projekcie modelu oddziaływań lodu morskiego z falowaniem oraz wykorzystanie tego modelu do analizy procesów tłumienia energii falowania w lodzie (w tym dyssypacji energii związanej ze zderzeniami kier lodowych, tarciem i turbulencją).
Zadania te są elementem projektu NCN nr. 2018/31/B/ST10/00195 (program "OPUS 16") pt. ?Obserwacje i modelowanie interakcji lodu morskiego z warstwą graniczną atmosfery i oceanu? (https://herman.ocean.ug.edu.pl/pl_NCNseaice2.html)

Publikacje:
Herman, A., 2018. Wave-induced surge motion and collisions of sea ice floes: finite-floe-fize effects. J. Geophys. Res., 123, 7472-7494, doi: 10.1029/2018JC014500
Herman, A., 2017. Wave-induced stress and breaking of sea ice in a coupled hydrodynamic discrete-element wave–ice model. The Cryosphere, 11, 2711-2725, doi: 10.5194/tc-11-2711-2017
Herman, A., 2016. Discrete-Element bonded-particle Sea Ice model DESIgn, version 1.3a - model description and implementation. Geosci. Model Dev., 9, 1219-1241, doi:10.5194/gmd-9-1219-2016.

Publikacje

  1. Agnieszka Herman, Maciej Dojczman, and Kamila Świszcz, High-resolution simulations of interactions between surface ocean dynamics and frazil ice, The Cryosphere 14, (2020) 3707–3729


← Powrót do spisu projektów

CONTACT

Our consultants help future and novice users of specialized software installed on High Performance Computers (KDM) at the TASK IT Center.

Contact for High Performance Computers, software / licenses, computing grants, reports:

kdm@task.gda.pl

Administrators reply to e-mails on working days between 8:00 am – 3:00 pm.