Математические модели и методы прогнозирования процессов биологической кинетики с учетом влияния кислородного режима

В данной статье описан комплекс математических моделей, позволяющих строить среднесрочные прогнозы процессов биологической кинетики, протекающих в присутствии кислорода в водной среде. В модели гидродинамики использован регуляризатор по Б.Н. Четверушкину, позволяющий получить волновое уравнение для расчета давления. Исследована устойчивость и погрешность аппроксимации разностной схемы для уравнения расчета давления. Применение данного метода позволило сократить вычислительную трудоемкость задачи расчета давления. Построен программный комплекс, в основе которого лежат скомплексированные модели гидродинамики и гидробиологии, с использованием технологии параллельного программирования MPI. Получены распределения концентраций основных биогенных веществ и популяций фитопланктона в зависимости от метеорологических условий. Применяемые в исследовании параллельные алгоритмы позволяют строить среднесрочные прогнозы биогеохимических процессов в прибрежных системах раз в режиме ускоренного времени.