Implementation of a Shallow Water moldel for atmospheric applications in Python
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Tipus de documentTreball Final de Grau
Data2021-06-22
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Abstract
La simulación de fenómenos atmosféricos a gran escala producidos en los planetas gigantes del sistema solar son el tema de estudio de este trabajo. Para ello se hace uso de un modelo matemático bidimensional que adapta las ecuaciones de Navier Stokes realizando las consideraciones necesarias para las atmosferas de los planetas del sistema solar, se trata del modelo Shallow Water. Además del desarrollo matemático e implementación numérica del modelo se desarrollan una serie de experimentos que corroboran ”paso a paso” la teoría explicada, facilitando su comprensión. Todos los resultados mostrados en este proyecto se obtienen mediante un software desarrollado en el lenguaje de programación Python, uno de los lenguajes más extendidos hoy en día y que facilita la comprensión del código gracias a la sencillez de su sintaxis y amplia gama de librerías. Como resultado final se explica el procedimiento para replicar computacionalmente uno de los fenómenos atmosféricos más famosos del sistema Solar, la Gran Mancha Roja de Júpiter (GRS) siendo esta elegida por la gran disponibilidad de datos y por su gran importancia como fenómeno metereológico dentro del sistema solar. Se trata de un método idóneo para el aprendizaje de la computación dinámica de fluidos. The simulation of large-scale atmospheric phenomena produced on the giant planets of the solar system is the subject of this work. For this purpose, a two-dimensional mathematical model is used which adapts the equations of Navier Stokes, making the necessary considerations for the atmospheres of the planets of the solar system, it is the ”Shallow Water” model. In addition to the mathematical development and numerical implementation of the model, a series of experiments are developed that corroborate ”step by step” the theory explained, facilitating its understanding. All the results shown in this project are obtained using software developed in the programming language Python, one of the most widespread languages nowadays and which facilitates the understanding of the code thanks to the simplicity of its syntax and wide range of libraries. The final result explains the procedure to computationally replicate one of the most famous atmospheric phenomena of the Solar System, the Great Red Spot of Jupiter (GRS), chosen because of the great availability of data and its great importance as a meteorological phenomenon within the solar system. This method is ideal for learning fluid dynamic computation.
MatèriesNavier-Stokes equations, Python (Computer program language), Simulation methods, Atmosphere, Equacions de Navier-Stokes, Python (Llenguatge de programació), Simulació, Mètodes de, Atmosfera
TitulacióGRAU EN ENGINYERIA EN TECNOLOGIES AEROESPACIALS (Pla 2010)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
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Shallow_Water_Report_fitxer de consulta.pdf | Memòria | 6,562Mb | Visualitza/Obre | |
Shallow_Water_Report.pdf | Memòria (dades confidencials) | 6,660Mb | Accés restringit |