Разработка модели транспорта и трансформации соединений азота, фосфора и кремния в мелководном водоеме
https://doi.org/10.23947/2587-8999-2018-2-67-75
Аннотация
В работе приведены стехиометрические соотношения питательных биогенных веществ вещество. Рассмотрены модели наблюдений, описывающие потребление, накопление фитопланктоном питательных веществ и скорость роста фитопланктона. Построена и исследована трехмерная математическая модель трансформации форм фосфора, азота и кремния в задаче динамики фитопланктона для мелководных водоемов, учитывающая конвективный и диффузионный переносы, поглощение и выделение питательных веществ фитопланктоном, циклы превращений форм фосфора, азота и кремния.
Ключевые слова
математическая модель,
трансформация,
биогенные вещества,
фитопланктон,
стехиометрические соотношения,
биогеохимический цикл
При поддержке: Работа выполнена по теме № 2.6905.2017/БЧ в рамках выполнения госзадания Минобрнауки России в части НИР.
Об авторах
Алёна Александровна Семенякина
Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров
(347900, Россия, Ростовская область, г. Таганрог, пер. Итальянский, дом 106)
Россия
Россия
Семенякина Алёна Александровна, Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров (347900, Россия, Ростовская область, г. Таганрог, пер. Итальянский, дом 106), кандидат технических наук, научный сотрудник
Владимир Валерьевич Сумбаев
Южный Федеральный Университет
(347928, Россия, Ростовская область, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44)
Россия
Россия
Сумбаев Владимир Валерьевич, Южный Федеральный Университет (347928, Россия, Ростовская область, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44), аспирант
Софья Владимировна Проценко
Донской государственный технический университет
(344000 Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1)
Россия
Россия
Проценко Софья Владимировна, Донской государственный технический университет (344000 Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1), аспирант
Список литературы
1. Van Straten G., Keesman K.J. Uncertainty propagation and speculation in projective
2. forecasts of environmental change: a lake eutrophication example // Journal of Forecasting. – 1991.
3. – №10. – pp. 163-190.
4. Park R.A. A generalized model for simulating lake ecosystems // Simulation. – 1974. – №23 (2). – pp. 33-50.
5. Bierman V.J., Verhoff F.H., Poulson T.C., Tenney M.W. Multinutrient dynamic models of algal growth and species competition in eutrophic lakes // Modeling the eutrophication process. - Ann Arbor: Ann Arbor Science, 1974.
6. Chen C.W. Concepts and utilities of ecologic models // Journal of Sanitary Engineering Division, ASCE. – 1970. – No.96 (5). – pp. 1085-1097.
7. Jorgensen S.E. An eutrophication model for a lake // Ecological Modelling. – 1976. – No.2(2). – Рp. 147-165.
8. Jorgensen S.E., Mejer H., Friis M. Examination of a lake model // Ecological Modelling. – 1978. – No.4 (2-3). – pp. 253-278.
9. Brodskii A. K. A short course on General ecology: a textbook for Universities. - St. Petersburg: Dean, 2000. – 224 p.
10. Williams B.J. Hydrobiological modelling. - University of Newcastle, NSW, Australia: www.lulu.com, 2006. – 680 p.
11. Epply R.W., Rogers J.N., McCarthy J.J. Half-saturation constants for uptake of nitrate and ammonium by marine phytoplankton // limnology and Oceanography. – 1969. – No.14. – pp. 912-920.
12. Redfield A.C. The biological control of chemical factors in the environment // American Scientist. – 1958, №46. – pp. 205-222.
13. Samarskii A.A., Vabischevich P. N. Numerical methods for solving convection-diffusion problems. – M.: Edditorial URSS, 1999.
14. Goloviznin V. M., Samara A. A. Difference approximation of convective transport with spatial splitting of time derivative // Mathematical Models and Computer Simulations. – 1998. – Vol. 10, No.1. – pp. 86-100.
15. Sukhinov A.I., Chistyakov A.E., Iakobovski M.V. Accuracy of the numerical solution of diffusion-convection equation based on difference schemes of second and fourth orders of approximation order // Vestn. SUSU. Ser. Calc. mod. inform. – 2016. – Vol. 5, No.1. – pp. 47-62.
16. Sukhinov A.I., Belov Yu.V. Mathematical model of transformation of the phosphorus, nitrogen and silicon forms in a moving turbulent water environment in problems of plankton populations dynamics // Engineering journal of Don. – 2015. – Vol. 37, No.3. – pp. 50.
17. Sukhinov A.I., Khachunts D.S., Chistyakov A.E. A mathematical model of pollutant propagation in near-ground atmospheric layer of a coastal region and its software implementation // Computational Mathematics and Mathematical Physics. – 2015. – Vol. 55, No.7. – pp. 1216-1231.
18. Sukhinov A.I., Nikitina A.V., Chistyakov A.E. Modeling of biological rehabilitation scenario of the Azov Sea // Mathematical modeling. – 2012. – Vol. 24, No.9. – pp. 3-21.
19. Nikitina A.V., Sukhinov A.I., Ugolnitsky, G.A., Usov A.B., Chistyakov A.E., Puchkin M.V., Semenov I.S. Optimal management of sustainable development with biological rehabilitation of the Azov Sea // Mathematical modeling. – 2016. – Vol. 28, No.7. – pp. 96-106.
20. Nikitina A.V., Puchkin M.V., Semenov I.S., Sukhinov A.I., Ugolnitsky G.A., Usov A.B., Chistyakov A.E. Differential-game model of zamora prevention in shallow waters // Managing large systems. – 2015. – Issue 55. – pp. 343-361.
21. Trân J.K. A predator-prey functional response incorporating indirect interference and depletion // Verh. Internat. Verein. Limnol. – 2008. – Vol. 30, Pt 2. – pp. 302-305.
22. Petrov Igor B. Application of grid-characteristic method for numerical solution of deformable solid mechanics dynamical problems // Computational Mathematics and Information Technologies. – 2017. Vol. 1, No 1. – pp. 1-20.
23. Sukhinov A.I., Sidoryakina V.V., Sukhinov A.A. Sufficient convergence conditions for positive solutions of linearized two-dimensional sediment transport problem // Computational Mathematics and Information Technologies. – 2017. Vol. 1, No 1. – pp. 21-35.
24. Nikitina A.V., Semenyakina A.A. Mathematical modeling of eutrophication processes in Azov Sea on supercomputers // Computational Mathematics and Information Technologies. – 2017. Vol.1, No 1. – pp. 82-101.
25. Chistyakov A.E., Protsenko E.A., Timofeeva E.F. Mathematical modeling of oscillatory processes with a free boundary // Computational Mathematics and Information Technologies. – 2017. Vol.1, No 1. – pp. 102-112.
26. Tyutyunov Yu., Senina I., Arditi R. Clustering due to acceleration in the response to population gradient: a simple self-organization model // The American Naturalist. – 2004, 164. – pp. 722-735.
27. Volterra V. Variations and fluctuations of the number of individuals in animal species living together // Rapp. P. – V. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. – 1928. 3, pp. 3-51.
28. Yakushev E.V., Mikhailovsky G.E. Mathematical modeling of the influence of marine biota on the carbon dioxide ocean-atmosphere exchange in high latitudes // Air-Water Gas Transfer, Sel. Papers, Third Int. Symp., Heidelberg University, ed. by B. Jaehne and E.C. Monahan, AEON Verlag & Studio, Hanau. – 1995. – pp. 37-48.
Рецензия
Для цитирования:
Семенякина А.А., Сумбаев В.В., Проценко С.В. Разработка модели транспорта и трансформации соединений азота, фосфора и кремния в мелководном водоеме. Computational Mathematics and Information Technologies. 2018;2(2). https://doi.org/10.23947/2587-8999-2018-2-67-75
For citation:
Semenyakina A.A., Sumbaev V.V., Protsenko S.V. Development the transport and transportation model of nitrogen, phosphorus and silicon compounds in shallow waters. Computational Mathematics and Information Technologies. 2018;2(2). https://doi.org/10.23947/2587-8999-2018-2-67-75
Просмотров:
167
Послать статью по эл. почте 