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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡炫梓
研究生(外文):Tsay, Shainn-Tzyy
論文名稱:併行處理應用於一氧化碳模擬之研究
論文名稱(外文):Research of Parallelization Applied in CO Models
指導教授:江旭程江旭程引用關係
指導教授(外文):Hsu-Cherng Chiang
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:水資源及環境工程學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:137
中文關鍵詞:併行處理數值分析擴散方程式空氣品質模式資料的併行
外文關鍵詞:ParallelizationData ParallelismNumerical SimulationAdvection EquationAir Pollution Model
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本文主要發展三維網格模式以模擬一氧化碳擴散的情形。此一模式於
空間上採不同之差分方法﹐水平對流項若採中間差分法則會發生數值延散
而發散掉﹐故採用僅一階準確度的上風法﹔其他項則採用有二階準確度之
中間差分法﹐較不會發生數值擴散的問題。時間積分上若以顯性法進行程
式寫作﹐雖然十分容易﹐但必須考慮穩定度﹑收歛性等... 數值問題﹐為
維持計算值穩定﹐時間步階通常很小。 本研究發現時間步階大約在 0.1
分鐘左右才能克服發散的困擾﹐因此計算時間較長。隱性法非常穩定﹐通
常時間步階取大些也不會造成結果的發散。 例如時間步階為 1.0 分鐘
之隱性法其所須時間約只需上述顯性法0.25 倍即可。 同時﹐為了要排除
三維網格模式耗時太久的缺點﹐故決定另外採用併行處理的技術來降低執
行的時間﹐以期提高模式執行的效率。本模式在最佳的狀況下﹐併行處理
的效果約在 50% 左右。 其不能再提升的主要原因為非併行處理部分所占
執行時間太長﹐約佔全部程式的 30% 左右。 最後選擇台北地區污染嚴重
的兩天﹐輸入實際污染物排放強度﹑氣象資料﹐配合三維擴散模式來做一
氧化碳擴散的模擬。並將結果與監測值比較﹐以驗證模式的適用性。經由
統計分析發現都市地區模擬的 CO 濃度與實際監測值頗為接近﹐但鄉村附
近估計值與監測值則較不容易產生相同的趨勢。原因可能為都市地區風速
﹑風向測站較多﹐所以診斷式風場插值的結果較為正確﹐自然有利於濃度
的推估﹔反之郊區﹑鄉村測站較少﹐風場插值的結果容易產生誤差不利於
濃度的推估。

The objective of this study is to develop a three
dimensional Euleriangrid model to simulate the transport and
diffusion of an inert pollutant inthe atmosphere. The three-
dimensional advection-diffusion equation was dividedinto three
equations by fractional step method. Different numerical
schemeswere then applied to these equations. For horizontal
advection and diffusion,an up-wind difference method was used.
The Crank-Nicolson method was appliedto vertical advection
diffusion equation. A data parallelization scheme wasused to
promote the efficiency of this model. The elapse time of
computationreduce 40% while four computers were used
simultaneously. A scenario whichrepresents the worst
condition in Taipei area was selected and used toevaluate
the performance of this model. The emission data were obtained
fromthe database build by CITI. The meteorological data were
obtained from theobservations of CWB and EPA of ROC. When
compared with observations, theresults are satisfactory in the
urban area. In the rural area the results arereasonable.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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