矩量法根植於網格元的概念,在滿足矩量保守的前提下推導出次網格分佈函數。由於矩量 保守的性質可十分容易地應用在質量、數量等物理量的保守上,因此,矩量法經常被應用 在雲微物理數值模式中以處理雲微粒子的物理及化學過程。矩量法除了可適當發揮其保守 性之外,妥善的採用高階矩量將可有效抑制數值擴散問題,因此,矩量法也曾被用以模擬 污染物粒子的平流-擴散研究。
本論文利用數值模擬的方式,研究矩量法在空間座標的平流、質量座標 的平流以及遠距交互作用等方面之應用。在空間平流問題上,研究結果顯示矩量法在模擬 一維線性平流時,考慮低時間解析度下反而有較高準確度; 而在嘗試將矩量法以簡單的一 維形式應用於二維旋轉平流模擬時,結果並不理想。在質量座標平流問題上以粒子蒸發 實驗為例,本文引用高階矩量以改良矩量法後,可獲得較佳的結果。在遠距交互作用上以 粒子碰撞過程為例,本文改良平流演算法,以連續成長的方法取代半離散成長者,亦得到 較佳的結果; 但在以較接近真實的梯形平移取代簡化下的線型平移的模擬結果中,非但費 時尚且有較大誤差。此外,對於次網格分佈函數出現不合理負數問題的修正方面,本文提 出幾個可行的方法,使滿足正定義的同時維持矩量保守並且不會助長擴散等副作用。
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