Over the last 50 years the large-eddy simulation (LES) technique has developed into one of the most prominent numerical tools used to study transport processes in the atmospheric boundary layer (ABL). This review examines development of the technique as a tool for ABL research, integration with state-of-the-art scientific computing resources, and some key application areas. Analysis of the published literature indicates that LES research across a broad range of applications accelerated starting around 1990. From that point in time, robust research using LES developed in several different application areas and based on a review of the papers published in this journal, we identify seven major areas of intensive ABL–LES research: convective boundary layers, stable boundary layers, transitional boundary layers, plant canopy flows, urban meteorology and dispersion, surface heterogeneity, and the testing and development of subgrid-scale (SGS) models. We begin with a general overview of LES and then proceed to examine the SGS models developed for use in ABL–LES. After this overview of the technique itself, we review the specific model developments tailored to the identified application areas and the scientific advancements realized using the LES technique in each area. We conclude by examining the computational trends in published ABL–LES research and identify some resource underutilization. Future directions and research needs are identified from a synthesis of the reviewed literature.

中文翻译：

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大气边界层的大涡模拟

在过去的 50 年中，大涡模拟 (LES) 技术已发展成为用于研究大气边界层 (ABL) 中传输过程的最突出的数值工具之一。本综述审查了该技术作为 ABL 研究工具的发展、与最先进的科学计算资源的集成以及一些关键应用领域。对已发表文献的分析表明，从 1990 年左右开始，LES 研究在广泛的应用范围内加速。从那时起，在几个不同的应用领域开发了使用 LES 的稳健研究，并基于对本期刊发表的论文的审查，我们确定 ABL-LES 研究的七个主要领域：对流边界层、稳定边界层、过渡边界层、植物冠层流、城市气象学和扩散、地表异质性以及亚格网尺度 (SGS) 模型的测试和开发。我们从 LES 的一般概述开始，然后继续检查为在 ABL-LES 中使用而开发的 SGS 模型。在对技术本身进行概述之后，我们回顾了针对确定的应用领域量身定制的特定模型开发以及在每个领域使用 LES 技术实现的科学进步。我们通过检查已发表的 ABL-LES 研究中的计算趋势并确定一些资源未充分利用来得出结论。从综述文献的综合中确定未来的方向和研究需求。我们从 LES 的一般概述开始，然后继续检查为在 ABL-LES 中使用而开发的 SGS 模型。在对技术本身进行概述之后，我们回顾了针对确定的应用领域量身定制的特定模型开发以及在每个领域使用 LES 技术实现的科学进步。我们通过检查已发表的 ABL-LES 研究中的计算趋势并确定一些资源未充分利用来得出结论。从综述文献的综合中确定未来的方向和研究需求。我们从 LES 的一般概述开始，然后继续检查为在 ABL-LES 中使用而开发的 SGS 模型。在对技术本身进行概述之后，我们回顾了针对确定的应用领域量身定制的特定模型开发以及在每个领域使用 LES 技术实现的科学进步。我们通过检查已发表的 ABL-LES 研究中的计算趋势并确定一些资源未充分利用来得出结论。从综述文献的综合中确定未来的方向和研究需求。我们通过检查已发表的 ABL-LES 研究中的计算趋势并确定一些资源未充分利用来得出结论。从综述文献的综合中确定未来的方向和研究需求。我们通过检查已发表的 ABL-LES 研究中的计算趋势并确定一些资源未充分利用来得出结论。从综述文献的综合中确定未来的方向和研究需求。