論文の概要: Analysis of tidal flows through the Strait of Gibraltar using Dynamic Mode Decomposition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01377v1
• Date: Thu, 2 Nov 2023 16:34:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-03 12:49:35.287724
• Title: Analysis of tidal flows through the Strait of Gibraltar using Dynamic Mode Decomposition
• Title（参考訳）: 動的モード分解法によるジブラルタル海峡内潮流の解析
• Authors: Sathsara Dias, Sudam Surasinghe, Kanaththa Priyankara, Marko Budi\v{s}i\'c, Larry Pratt, Jos\'e C. Sanchez-Garrido, Erik M.Bollt
• Abstract要約: ジブラルタル海峡(英語: Strait of Gibraltar)は、海洋の複雑な亜海流の特徴を特徴とする地域である。 シミュレーションスナップショットをクープマンモードに分解するために動的モード分解(DMD)を用いる。 DMD解析は、ジブラルタル海峡の流動パターン、内部波の形成、および力学を包括的に理解する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Strait of Gibraltar is a region characterized by intricate oceanic sub-mesoscale features, influenced by topography, tidal forces, instabilities, and nonlinear hydraulic processes, all governed by the nonlinear equations of fluid motion. In this study, we aim to uncover the underlying physics of these phenomena within 3D MIT general circulation model simulations, including waves, eddies, and gyres. To achieve this, we employ Dynamic Mode Decomposition (DMD) to break down simulation snapshots into Koopman modes, with distinct exponential growth/decay rates and oscillation frequencies. Our objectives encompass evaluating DMD's efficacy in capturing known features, unveiling new elements, ranking modes, and exploring order reduction. We also introduce modifications to enhance DMD's robustness, numerical accuracy, and robustness of eigenvalues. DMD analysis yields a comprehensive understanding of flow patterns, internal wave formation, and the dynamics of the Strait of Gibraltar, its meandering behaviors, and the formation of a secondary gyre, notably the Western Alboran Gyre, as well as the propagation of Kelvin and coastal-trapped waves along the African coast. In doing so, it significantly advances our comprehension of intricate oceanographic phenomena and underscores the immense utility of DMD as an analytical tool for such complex datasets, suggesting that DMD could serve as a valuable addition to the toolkit of oceanographers.
• Abstract（参考訳）: ジブラルタル海峡(英: Strait of Gibraltar)は、地形、潮流力、不安定性、非線形水理過程の影響を受け、複雑な海洋のサブメソスケールの特徴を特徴とする地域である。 本研究では,これらの現象の基礎となる物理を,波動,渦,ジャイアを含む3次元MIT一般循環モデルシミュレーションで解明することを目的とする。 これを実現するために、動的モード分解(DMD)を用いてシミュレーションスナップショットをクープマンモードに分解する。 本研究の目的は,dmdの有効性を評価し,既知の特徴の把握,新しい要素の公開,ランキングモードの公開,注文削減の探求である。 また, DMDの頑健性, 数値精度, 固有値の頑健性を向上させる改良も導入した。 DMD解析は、ジブラルタル海峡の流動パターン、内部波の形成、ダイナミックス、その蛇行挙動、特に西アルボラン・ガイア(英語版)の形成、およびアフリカ沿岸沿岸におけるケルビンおよび沿岸波の伝播を包括的に理解する。 そうすることで、複雑な海洋現象の理解を大幅に向上させ、複雑なデータセットの分析ツールとしてのdmdの膨大な有用性を強調し、dmdが海洋学者のツールキットに価値ある付加物となることを示唆する。

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