vmaitComputational Mathematics and Information TechnologiesComputational Mathematics and Information Technologies2587-8999Донской государственный технический университет10.23947/2587-8999-2021-1-1-44-50vmait-31Research ArticleСтатьиМАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГИДРОДИНАМИКИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ С УЧЕТОМ ЛЬДА НА ЕГО ПОВЕРХНОСТИCASPIAN SEA MATHEMATICAL MODEL OF FLUID DYNAMICS CONSIDERING THE PRESENCE OF ICE ON ITS SURFACEhttps://orcid.org/0000-0002-0608-4343ЛеонтьевА. Л.LeontievA. L.

Леонтьев Антон Леонидович, аспирант

344006, Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105/42

Anton Leontiev, postgraduate student

Bolshaya Sadovaya Str., 105/42, Rostov-on-Don

leontyevv_anton@mail.ruЧумакМ. И.ChumakM. I.

Чумак Маргарита Игоревна, магистрант

344000, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Margarita Chumak, master's student

Gagarin square, 1, Rostov-on-Don

chumaaak1908@gmail.comЮжный федеральный университетРоссияSouthern Federal UniversityRussian FederationДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation202121022023514450Copyright © Леонтьев А.Л., Чумак М.И., 20232023Леонтьев А.Л., Чумак М.И.Leontiev A.L., Chumak M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cmit-journal.ru/jour/article/view/31

Работа посвящена разработке и исследованию математической модели гидродинамики водоема переменной глубины. Модель описывает движение водного потока, термодинамику формирования и таяния льда, учитывает силу Кориолиса, горизонтальную и вертикальную турбулентность водной среды, сложную геометрию береговой линии и дна, трение о дно и ветровые течения, испарение, скорость ветра и плотность атмосферы, отклонение значения поля давления от гидростатического приближения. В работе проведено исследование влияния пространственного распределения температуры, солености, ионного состава и гидростатического давления на процессы формирования ледового покрова. В качестве объекта моделирования был выбран водоём (озеро) – Каспийское море. В качестве входных данных используются изменения распределений температуры и солености, измеренные по электропроводности воды с учетом ионного состава вод Каспийского моря за многолетний период. Моделирование движения водного потока позволят реагировать на техногенные угрозы в ускоренном режиме времени. Представленные в работе модели гидродинамики, могут быть адаптированы для других водоемов при использовании соответствующих геоинформационных систем.

This article is devoted to the development and research of a mathematical model of water fluid dynamics with variable depth. This model describes the water flow movement, the thermodynamics of ice formation and melting, considers the Coriolis force, horizontal and vertical turbulence of the water environment, the complex geometry of the coastline and bottom, friction on the bottom and wind currents, evaporation, wind speed, and atmospheric density, and the deviation of the pressure field value from the hydrostatic approximation. The article describes the influence of the spatial distribution of temperature, salinity, ionic composition, and hydrostatic pressure on the processes of ice cover formation. The Caspian Sea-was chosen as the object of the simulation. The changes in the temperature and salinity distributions measured by the electrical conductivity of the water, considering the ionic composition of the Caspian Sea waters over a long-term period, are used as input data. Modeling the movement of water flow will allow you to respond to man-made threats in an accelerated time mode. The models of hydrodynamics presented in this paper can be adapted for other reservoirs using the appropriate geoinformation systems.

Каспийское морегидродинамические процессыльдообразованиеионный составматематическое моделированиеCaspian Seamathematical modelingwater flow velocity fieldice formationionic compositiontemperatureИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-31-51017.The reported study was funded by RFBR according to the research project № 19-31-51017.ReferencesMatishov, G., Dashkevich, L. and Kulygin, V. Atlases of oceanographic observations as the tool of climatic analysis. 6-th European Congress on Regional Geoscientific Cartography and Information Systems Earth and Man EUREGEO (Munchen, June 9 – 12, 2009) Proceedings Volume II Printed by Landesamt fur Vermessung und Geoinformation, Munchen. pp. 105-107.Matishov, G., Dashkevich, L. and Kulygin, V. Atlases of oceanographic observations as the tool of climatic analysis. 6-th European Congress on Regional Geoscientific Cartography and Information Systems Earth and Man EUREGEO (Munchen, June 9 – 12, 2009) Proceedings Volume II Printed by Landesamt fur Vermessung und Geoinformation, Munchen. pp. 105-107.Dyakonov G.S., Ibrayev R.A. high-resolution data on mesoscale dynamics of the Caspian Sea upper layer, obtained in a numerical reconstruction // Data in Brief. 2020. V. 30. P. 105368.Dyakonov G.S., Ibrayev R.A. high-resolution data on mesoscale dynamics of the Caspian Sea upper layer, obtained in a numerical reconstruction // Data in Brief. 2020. V. 30. P. 105368.Golshan M., N. Colombani N., Mastrocicco M. Assessing Aquifer Salinization with Multiple Techniques along the Southern Caspian Sea Shore // Water. 2018. No. 10. P. 348.Golshan M., N. Colombani N., Mastrocicco M. Assessing Aquifer Salinization with Multiple Techniques along the Southern Caspian Sea Shore // Water. 2018. No. 10. P. 348.Marchuk G.I., Paton B.E. The Black Sea as a simulation ocean model // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2012. V. 27. No. 1. P. 1-4.Marchuk G.I., Paton B.E. The Black Sea as a simulation ocean model // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2012. V. 27. No. 1. P. 1-4.Sukhinov A.I., Chistyakov A.E., Leontyev A.L., Nikitina A.V., Filina A.A. Mathematical modeling of hydrophysical processes for water with complex bottom geometry // Journal of Physics: Conference Series. Applied Mathematics, Computational Science and Mechanics: Current Problems. 2020. P. 012083.Sukhinov A.I., Chistyakov A.E., Leontyev A.L., Nikitina A.V., Filina A.A. Mathematical modeling of hydrophysical processes for water with complex bottom geometry // Journal of Physics: Conference Series. Applied Mathematics, Computational Science and Mechanics: Current Problems. 2020. P. 012083.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.