Computational Challenges in the Geosciences

چالش‌های محاسباتی در علوم زمین به بخش مقطعی از چالش‌های بزرگ ناشی از کاربردهای علوم زمین، از جمله شبیه‌سازی مخزن آب‌های زیرزمینی و نفت، طوفان طوفان، می‌پردازد. اقیانوس شناسی، فوران های آتشفشانی و رانش زمین، و سونامی. هر یک از این کاربردها باعث ایجاد مدل‌های فیزیکی و ریاضی پیچیده‌ای می‌شوند که مقیاس‌های فضا-زمان متعددی را در بر می‌گیرند، که تنها از طریق شبیه‌سازی رایانه‌ای قابل مطالعه هستند. داده‌های مورد نیاز مدل‌ها اغلب بسیار نامشخص است و حل عددی مدل‌ها به الگوریتم‌های پیچیده‌ای نیاز دارد که از نظر ریاضی دقیق، از نظر محاسباتی کارآمد هستند و در عین حال باید ویژگی‌های فیزیکی اولیه مدل‌ها را حفظ کنند. این جلد روش‌شناسی‌های فعلی و چالش‌های تحقیقاتی آینده در این زمینه گسترده و مهم را خلاصه می‌کند.

Computational Challenges in the Geosciences addresses a cross-section of grand challenge problems arising in geoscience applications, including groundwater and petroleum reservoir simulation, hurricane storm surge, oceanography, volcanic eruptions and landslides, and tsunamis. Each of these applications gives rise to complex physical and mathematical models spanning multiple space-time scales, which can only be studied through computer simulation. The data required by the models is often highly uncertain, and the numerical solution of the models requires sophisticated algorithms which are mathematically accurate, computationally efficient and yet must preserve basic physical properties of the models. This volume summarizes current methodologies and future research challenges in this broad and important field.