2019年12月27日下午，朱江研究员来访我院，给大家分享了题目为“动态自适应网格有限元大气模式动力框架研究的一些进展”的学术报告。
未来大气模式动力框架朝着实现多尺度、高精度和并行可扩展性模拟的方向发展。研究员通过一些例子展示了多尺度模拟在大气模拟和预报中必要性和重要性。为了便于大家理解，朱老师首先向我们讲解了许多数值模拟和资料同化的基本情况：大气运动具有多尺度特征、科学计算和数值模拟的方向是提高分辨率，科学计算和数值模拟的发展困境是因为目前我们需要更快的计算效率和更准的计算精度，但是由于计算精度不足再加上低效率，限制了高精度的实现，因此大大影响了模拟的发展。接下来，朱研究员对大气数值模式方法进行了总结和介绍：有限差分法、Galerkin中的谱变换方法、有限元方法、有限体积方法和谱元方法都加以简单的说明，语言简单易懂，令在场许多初学者对这方面内容有了新的认识。接下来，朱老师又对大气模式计算网格以及大气模式水平网格的困境进行了说明，比如奇点问题以及网格印记误差等。接下来，通过之前对各种方法的介绍，引出了更加前沿的自适应网格，这种网格大大提高了计算效率，有效的解决了计算效率和高精度之间的关系。最后针对这种网格，朱江研究员分别从方法、各种试验、以及实际例子以及待解决的问题等方面对这种网格下的应用进行了讲解，并对报告的内容进行了小结。
朱江研究员通过一些例子展示了多尺度模拟在大气模拟和预报中必要性和重要性。在回顾当前大气模式动力框架（包括网格和数值计算方法）基础上，分析了今后有前景的技术路线，得到的结论是：自适应网格的多尺度特征成为了模式计算网格的有力竞争者，而Galerkin有限元方法由于其几何适应性、高精度和并行可扩展特点，是数值方法的最佳选择之一。在确定这一技术路线后，几年前开始与英国、德国、美国专家合作，开始这一动力框架的研发。朱江研究员的报告展示了一些最新的进展和遇到的挑战和困难，同时朱江研究员也希望这一面向未来、规模庞大的open source项目吸引有兴趣的同学参与共同开发。
