test/em_les/README.les

   1 The ideal em_les test case:
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   3 This test case produces a large-eddy simulation (LES) of a free
   4 convective boundary layer (CBL).  The environmental wind (or
   5 the initial wind profile) is set to zero in this default case.
   6 The turbulence of the free CBL is driven/maintained by the surface
   7 heat flux, which is specified in the namelist as tke_heat_flux=0.24
   8 (in MKS units).
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  10 A random perturbation is imposed initially on the mean temperature
  11 field at the lowest four grid levels to kick off the
  12 turbulent motion. Double periodic boundary condition
  13 is used in x and y.
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  15 The default version uses a grid resolution of
  16 dx=dy=100m and dz=50m, which is considered to be rather coarse
  17 for an LES of the CBL.  A typical grid mesh for an LES
  18 of the CBL is dx=dy=50m and dz=20m.  An LES flow field is more
  19 accurate when the grid resolution is finer because it resolves
  20 more turbulent scales.
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  22 This LES version uses the Deardorff's TKE scheme to compute the SGS
  23 eddy viscosity and eddy diffusivity for turbulent mixing, that is
  24 diff_opt=2 and km_opt = 2 in the namelist.  The Coriolis parameter
  25 is set to f = 10^-4/s.
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  27 It takes at least 30 minutes of simulation time to spin up the
  28 turbulent flow field; only after the spin-up, the turbulence inside
  29 the CBL is considered well established.  A sign of well-established
  30 turbulence is that the total (i.e., the resolved-scale plus the
  31 subgrid-scale) heat flux profile should decrease linearly with height
  32 within the CBL.
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  34 To simulate a CBL with a mean wind, change the initial wind
  35 profile in the input sounding.
  36 When pert_coriolis= true is set in the namelist, there is no need to
  37 include the geostrophic wind terms in the right-hand sides of
  38 the u and v equations for LESs with non-zero geostrophic wind.
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  40 Note, parameterization constants, c_s and c_k in this namelist are
  41 different from the defaults and are the ones recommended to use with LES.
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  43 =========================================================================
  44 Shallow convection case (added in V3.7)
  45 Copy namelist.input_shalconv to namelist.input
  46 Copy input_sounding_shalconv to input_sounding
  47 Re-run ideal.exe
  48 As LES case but larger domain (100x100), top still at 2 km.
  49 Differences are sounding 10 K cooler, geostrophic u-wind 10 m/s, isfflx=1 using
  50 input_sounding's surface theta = 295 K as SST, water surface, monotonic
  51 moist and scalar advection, mp_physics =6, no other physics except sf_sfclay_physics=1.
  52 This produces a shallow cloud layer capped by a strong inversion that
  53 grows in response to warmer SST.