Моделирование динамики ледовых покровов и ГНСС-рефлектометрия в мониторинге состояния льда
Автор: Васильев Е.Н., Макаров Д.С., Сорокин А.В.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Рубрика: Математическое моделирование. Численный эксперимент
Статья в выпуске: 2 т.15, 2022 года.
Бесплатный доступ
Представлена теплофизическая модель для исследования динамики нарастания льда в пресноводном водоеме в сезонном цикле от ледостава до таяния. Модель основана на численном решении нестационарной задачи теплопроводности с учетом метеорологических данных по температуре воздуха и радиационным потокам, скрытой теплоты фазового перехода «вода- лед», теплофизических свойств воды и льда. Рассчитаны толщина и временные температурные зависимости ледовых покровов. Анализируются возможности использования результатов моделирования динамики ледовых покровов для разработки алгоритмов восстановления геометрических и прочностных характеристик льда по данным рефлектометрии c использованием сигналов навигационных спутников в диапазоне L1.
Вычислительное моделирование, теплопроводность, ледовые покровы, гнсс-рефлектометрия, дистанционное зондирование земли
Короткий адрес: https://sciup.org/146282427
IDR: 146282427 | УДК: 537.86
Modeling of ice cover dynamics and GNSS reflectometry in ice condition monitoring
A thermophysical model is presented for studying the dynamics of ice growth in a freshwater reservoir in the seasonal cycle from freezing to melting. The model is based on the numerical solution of the non-stationary thermal conductivity problem, taking into account meteorological data on air temperature and radiation fluxes, the latent heat of the water-ice phase transition, and the thermophysical properties of water and ice. The thickness and time temperature dependences of the ice cover have been calculated. The possibilities of using the results of modeling the dynamics of ice covers for the development of algorithms for restoring the geometric and strength characteristics of ice according to reflectometry data using signals from navigation satellites in the L1 range are analyzed
Список литературы Моделирование динамики ледовых покровов и ГНСС-рефлектометрия в мониторинге состояния льда
- Jin S., Cardellach E., Xie F. GNSSRemote Sensing, New York, London: Springer Dordrecht Heidelberg, 2014, 286 р.
- Михайлов М. И., Музалевский К. В., Миронов В. Л. Измерения толщины льда на пресноводном пруде и реке с использованием сигналов ГЛОНАСС и GPS. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2017, 14(2), 167-174 [Mikhailov M. I., Muzalevskii К. V., Mironov V. L. Measurements of ice thickness in a fresh-water pond and in a river according to the GLONASS and GPS signals. Sovr. Probl. Dist. Zond. Zemli Kosm, 2017, 14(2), 167-174 (in Russian)]
- Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989. 616 с. [Samarskii A. A. The theory of difference schemes. Moscow, Nauka, 1989, 616 p. (in Russian)]
- Васильев Е. Н., Деревянко В. А. Динамика фазовых превращений в тепловом аккумуляторе системы терморегулирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Теплофизика и аэромеханика, 2018, 25(3), 481-488 [Vasil'ev E.N., Derevyanko V. A. The dynamics of phase changes in a heat storage of thermal control system for onboard radio-electronic equipment. Thermophysics and Aeromechanics, 2018, 25(3), 461-467 (in Russian)]
- Васильев Е. Н., Деревянко В. А., Макуха А. В. Динамика замораживания грунта с помощью тепловых труб. Вестник Красноярского государственного университета. Физико-математические науки, 2005, 4, 120-126 [Vasil'ev E.N., Derevyanko V. A., Makukha A. V. Dynamics of Soil Freezing Using Heat Pipes. Vestnik Krasn. Gos. Univ. Fiz.-mat. Nauki, 2005, (4), 120-126 (in Russian)]
- Климат Красноярск (Российская Федерация). [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.climate-data.org/азия/россииская-федерация/красноярскии-краи/красноярск-1781/ -Заглавие с экрана. [Climate Krasnoyarsk (Russian Federation). [Electronic resource] - Access: https://ru.climate-data.org/азия/россииская-федерация/красноярскии-краи/красноярск-1781/]
- Значение направления и скорости ветра в г. Красноярск (Красноярский край). [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.betaenergy.ru/windspeed/krasnoyarsk/- Заглавие с экрана. [The value of the direction and speed of the wind in Krasnoyarsk (Krasnoyarsk Territory). [Electronic resource] - Access: https://www.betaenergy.ru/windspeed/krasnoyarsk/]
- Беховых Л. А., Макарычев С. В., Шорина И. В. Основы гидрофизики. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. 172 c. [Behovyh L. A., Makarychev S. V., Shorina I. V. Fundamentals hydrophysics. Barnaul, Publishing house of the Altai state agrarian University, 2008, 172 p. (in Russian)]
- Мощность солнечного излучения по регионам. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.power.eltehno.ru/pages/2222.html - Заглавие с экрана. [Solar radiation power by region. [Electronic resource] - Access: http://www.power.eltehno.ru/pages/2222.html]
- Лихтенштейн Э. Л., Вдовиченко В. В. Высокогорный спортивный комплекс Медео. Холодильная техника, 1972, 6, 6-10 [Lihtenshtejn Je. L., Vdovichenko V. V. Vysokogornyj sportivnyj kompleks Medeo, Holodil'najatehnika, 1972, (6), 6-10 (in Russian)]
- Сорокин А. В., Кузьмин Е. В., Макаров Д. С., Харламов Д. В. Рефлектометрия ледовых покровов при различных сезонных состояниях по сигналам навигационных спутников в Ы-диапазоне, Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли: материалы VIIМеждународной научной конференции. Красноярск, 2020, 286-289 [Sorokin A. V., Kuzmin E. V., Makarov D. S., Kharlamov D. V. Reflectometry of ice cover at different seasonal conditions by signals of navigation satellites in L1-range. Regional problems of remote sensing of the Earth: materials of the VII International Scientific Conference. Krasnoyarsk, 2020, 286-289 (in Russian)]
- Torgovnikov G. I. Dielectric Properties of Wood and Wood Based Materials. Berlin, Springer -Verlag, 1993, 194 p.
- Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М: Наука, 1973. 720 c. [Born M., Wolf E., Principles of optics. Moscow, Nauka, 1973, 720 p. (in Russian)]
