Математическое моделирование процессов эвтрофикации в мелководных водоемах на многопроцессорной вычислительной системе
Автор: Сухинов А.И., Никитина А.В., Чистяков А.Е., Семенов И.С., Семенякина А.А., Хачунц Д.С.
Рубрика: Геоинформатика
Статья в выпуске: 3 т.5, 2016 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена разработке методов решения модельной задачи эвтрофикации вод мелководного водоема, учитывающей движение водного потока, микротурбулентную диффузию, гравитационное оседание, пространственно-неравномерное распределение температуры и солености, а также загрязняющих биогенных веществ, кислорода, фито- и зоопланктона и др. В качестве объекта моделирования были выбраны мелководные водоемы - Азовское море и Таганрогский залив. Численное решение задачи основывается на градиентном методе вариационного типа - методе минимальных поправок. Ускорение и эффективность расчетов достигается при использовании многопроцессорной вычислительной системы Южного федерального университета. Решение поставленной задачи водной экологии позволит прогнозировать изменения качества вод мелководных водоемов, а также изучать механизмы формирования в них зон с пониженным содержанием кислорода.
Математическая модель, эвтрофикация, метод минимальных поправок, параллельные вычисления, азовское море
Короткий адрес: https://sciup.org/147160647
IDR: 147160647 | DOI: 10.14529/cmse160303
Список литературы Математическое моделирование процессов эвтрофикации в мелководных водоемах на многопроцессорной вычислительной системе
- Якушев Е.В., Сухинов А.И. и др. Комплексные океанологические исследования Азовского моря в 28-м рейсе научно-исследовательского судна «Акванавт»//Океанология. 2003. Т. 43, №1. С. 44-53.
- Сухинов А.И., Никитина А.В., Чистяков А.Е. Моделирование сценария биологической реабилитации Азовского моря//Математическое моделирование. 2012. Т. 24, №9. С. 3-21.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Алексеенко Е.В. Численная реализация трехмерной модели гидродинамики для мелководных водоемов на супервычислительной системе//Математическое моделирование. 2011. Т. 23, № 3. С. 3-21.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Параллельная реализация трехмерной модели гидродинамики мелководных водоемов на супервычислительной системе//Вычислительные методы и программирование: Новые вычислительные технологии. 2012. Т. 13. С. 290-297.
- Белоцерковский О.М. Турбулентность: новые подходы. М.: Наука, 2003. 286 c.
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989. 616 c.
- Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978. 592 c.
- Коновалов А.Н. К теории попеременно-треугольного итерационного метода//Сибирский математический журнал. 2002. 43:3. С. 552-572.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Адаптивный модифицированный попеременно-треугольный итерационный метод для решения сеточных уравнений с несамосопряженным оператором//Математическое моделирование. 2012. Т. 24, № 1. С. 3-20.
- Чистяков А.Е. Теоретические оценки ускорения и эффективности параллельной реализации ПТМ скорейшего спуска//Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 6(107). С. 237-249.
- Чистяков А.Е., Хачунц Д.С., Никитина А.В., Проценко Е.А., Кузнецова И.Ю. Библиотека параллельных итерационных методов решателей СЛАУ для задачи конвекции-диффузии на основе декомпозиции по одному пространственному направлению//Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1. URL: http://www.science-education.ru/121-19510 (дата обращения 4.06.2015).
- Никитина А.В. Численное решение задачи динамики токсичных водорослей в Таганрогском заливе//Известия ЮФУ. Технические науки. 2010. № 6(107). С. 113-116.
- Никитина А.В. Модели биологической кинетики, стабилизирующие экологическую систему таганрогского залива//Известия ЮФУ. Технические науки. 2009. № 8(97). C. 130-134.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Бондаренко Ю.С. Оценка погрешности решения уравнения диффузии на основе схем с весами//Известия ЮФУ. Технические науки. 2011. № 8(121). С. 6-13.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Семенякина А.А., Никитина А.В. Параллельная реализация задач транспорта веществ и восстановления донной поверхности на основе схем повышенного порядка точности//Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. 2015. Т. 16. C. 256-267.
- Никитина А.В., Руднева Т.В., Камышникова Т.В., Бокарева Т.А., Дурягина В.В. К вопросу о формировании заморных зон в восточной части Азовского моря//Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1. URL: http://www.science-education.ru/121-19509 (дата обращения 4.06.2015).
- Никитина А.В., Пучкин М.В., Семенов И.С., Сухинов А.И., Угольницкий Г.А., Усов А.Б., Чистяков А.Е. Дифференциально-игровая модель предотвращения заморов в мелководных водоемах//Управление большими системами. М.: ИПУ РАН. 2015. Вып. 55. C. 343-361.
