دانلود کتاب Computational and Numerical Challenges in Environmental Modelling

ترجمه فارسی توضیحات (ترجمه ماشینی)

چالش های محاسباتی و عددی در مدل سازی محیطی

بسیاری از مدل‌های بزرگ ریاضی، نه تنها مدل‌هایی که در مطالعات محیطی به وجود می‌آیند و استفاده می‌شوند، توسط سیستم‌های معادلات دیفرانسیل جزئی توصیف می‌شوند. گسسته سازی مشتقات فضایی در چنین مدل هایی منجر به حل سیستم های بسیار بزرگ معادلات دیفرانسیل معمولی می شود. این سیستم‌ها حاوی میلیون‌ها معادله هستند و باید در بازه‌های زمانی بزرگ با اعمال گام‌های زمانی متعدد (تا چند صد هزار مرحله زمانی) مدیریت شوند. علاوه بر این، بسیاری از سناریوها به عنوان یک قاعده باید اجرا شوند. این واقعیت را توضیح می دهد که وظایف محاسباتی در این شرایط بسیار زیاد است. بنابراین، انتخاب روش‌های عددی سریع ضروری است. برای توسعه کدهای موازی و آنچه که مهمتر از همه زمانی که مشکلات حل شده بسیار بزرگ هستند، سازماندهی فرآیند محاسباتی به روشی مناسب است. موضوع اصلی این کتاب در واقع سازماندهی مناسب فرآیند محاسباتی را می توان به منزله آماده سازی قالب هایی دانست که با روش های عددی مختلف و دستگاه های موازی مختلف قابل استفاده است. توسعه چنین الگوهایی در کتاب توضیح داده شده است. همچنین نشان داده شده است که بسیاری از مطالعات محیطی جامع را می توان با موفقیت انجام داد که محاسبات به درستی سازماندهی شوند. بنابراین، این کتاب به خواننده کمک می‌کند تا بهتر درک کند که، در حالی که (الف) انتخاب روش‌های عددی سریع و همچنین (ب) توسعه کدهای موازی بسیار مهم است، زمانی که مشکلات حل شوند، این کافی نخواهد بود. واقعا خیلی بزرگ هستند در مورد دوم، بهره برداری بهتر از معماری کامپیوتر با سازماندهی مناسب فرآیند محاسباتی نیز بسیار مهم است. بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی آتی بر سطوح بالای آلودگی – بررسی روندهای مرتبط با سطوح بحرانی آلودگی

Computational and Numerical Challenges in Environmental Modelling

Many large mathematical models, not only models arising and used in environmental studies, are described by systems of partial differential equations. The discretization of the spatial derivatives in such models leads to the solution of very large systems of ordinary differential equations. These systems contain many millions of equations and have to be handled over large time intervals by applying many time-steps (up to several hundred thousand time-steps). Furthermore, many scenarios are as a rule to be run. This explains the fact that the computational tasks in this situation are enormous. Therefore, it is necessary to select fast numerical methods; to develop parallel codes and, what is most important when the problems solved are very large to organize the computational process in a proper way.The last item (which is very often underestimated but, let us re-iterate, which is very important) is the major topic of this book. In fact, the proper organization of the computational process can be viewed as a preparation of templates which can be used with different numerical methods and different parallel devices. The development of such templates is described in the book. It is also demonstrated that many comprehensive environmental studies can successfully be carried out when the computations are correctly organized. Thus, this book will help the reader to understand better that, while (a) it is very important to select fast numerical methods as well as (b) it is very important to develop parallel codes, this will not be sufficient when the problems solved are really very large. In the latter case, it is also crucial to exploit better the computer architecture by organizingproperly the computational process.- Use of templates in connection with the treatment of very large models- Performance of comprehensive environmental studies- Obtaining reliable and robust information about pollution levels- Studying the impact of future climatic changes on high pollution levels- Investigating trends related to critical levels of pollution”