Статья

Название статьи МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ПЕРЕНОСА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПРИМЕСЕЙ В АЗОВСКОМ МОРЕ НА МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
Автор И.Н. Шабас, А.Л. Чикин, Л.Г. Чикина
Рубрика РАЗДЕЛ III. ПРИМЕНЕНИЕ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Месяц, год 12, 2014
Индекс УДК 519.6:532.5
DOI
Аннотация Рассматриваются процессы переноса многокомпонентных веществ в водоеме. Примером таких веществ могут являться нефтяные, а также радионуклидные загрязнения природных водоемов. Наличие моделей, описывающих поведение загрязняющих примесей в природных водоемах, позволит оценить ущерб от возможных аварийных разливов, а также предсказать последствия сооружения различных гидротехнических сооружений в акватории водоемов. Расчет распространения нефтяного загрязнения в водоеме проводится с помощью модели, учитывающей следующие процессы: растекание нефтяного пятна по поверхности водоема, формирование в толще водоема эмульсии «нефть в воде», процессы испарения, приводящие к изменению плотности нефти и ее вязкости. Моделирование дрейфа пятна нефти по поверхности водоема и распределение эмульсии «нефть-вода» в его толще описываются двухмерным и трехмерным уравнениями конвекции-диффузии. Полученные в результате математического моделирования системы уравнений решаются конечно-разностными методами с использованием неявных схем. Решение численных задач проводится на высокопроизводительных вычислительных системах (ВВС) с использованием существующих пакетов распараллеленных итерационных методов. В качестве исследуемого водоема рассматривается Азовское море. Вычислительные эксперименты проводятся с изменением координат и мощности модельных разливов, силы и направления ветра над морем.

Скачать в PDF

Ключевые слова Математическое моделирование; конвективно-диффузионный перенос; вычислительный эксперимент; высокопроизводительные вычислительные системы.
Библиографический список 1. Ehsan Sarhadi Zadeh1 and Kourosh Hejazi. Eulerian Oil Spills Model Using Finite-Volume Method with Moving Boundary and Wet-Dry Fronts // Modelling and Simulation in Engineering Volume 2012 (2012), Article ID 398387. 7 p. http://dx.doi.org/10.1155/2012/398387.
2. Fay J.A. The spread of oil slicks on a calm sea. In: Oil on the sea, Plenum Press. – New-York, 1969. – P. 53-63.
3. Fay J.A. Physical processes in the spread of oil on a water surface // In: Proc. of h- о Joint Conf. on prevention and control of oil spills. – Washington, 1971. – No. 8.
4. Guo W.J. and Wang Y.X. A numerical oil spill model based on a hybrid method // Marine Pollution Bulletin. – 2009. – Vol. 58, Nо. 5. – P. 726-734.
5. Mackay D. Oil Spill Processes and Models, Environmental Protection Service. – Canada, 1980.
6. Pavel Tkalich. A CFD solution of oil spill problems // Environmental Modelling \& Software. – 2006. – T. 21. – P. 271-282.
7. Wang S.D., Shen Y.M., Guo Y.K., and Tang J. Three-dimensional numerical simulation for transport of oil spills in seas // Ocean Engineering. – 2008. – Vol. 35, No. 5-6. – P. 503-510.
8. Zheleznyak M.J. The mathematical modelling of radionuclide transport by surface water flow from the vicinity of the Chornobyl Nuclear Power Plant // Condensed Matter Physics. – 1997. – № 12. – P. 37-50.
9. Крукиер Л.А. Неявные разностные схемы и итерационный метод их решения для одного класса систем квазлинейных уравнений // Известия вузов. Математика. – 1979. – № 7. – C. 41-52.
10. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. – М.: Мир, 1980. – 284 с.
11. Чикин А.Л., Шабас И.Н., Сидиропуло С.Г. Моделирование процесса переноса загрязняющего вещества в Цимлянском водохранилище // Водные ресурсы. – 2008. – T. 35, № 1. – C. 53-59.
12. Шабас И.Н. Численное решение трехмерной задачи оседания вещества в Азовском море // Сборник трудов IX Всероссийской школы-семинара "Современные проблемы математического моделирования". – Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2001. – C. 414-417.
13. Шабас И.Н. Моделирование процессов растекания и дрейфа нефтяных загрязнений по поверхности водоемов // IT-технологии: развитие и приложения, материалы XIV-й Международной научно-технической конференции. – Владикавказ, 2013. – C. 177-182.

Comments are closed.