Статья посвящена математическому моделированию распространения взвесей в восточной части Тихого океана для различных сценариев извлечения железомарганцевых конкреций. Модель распространения взвесей, имеющих сложный гранулометрический состав, способных взаимодействовать в водной среде, учитывает микротурбулентную диффузию взвесей, обусловленную турбулентным движением водной среды и конвекцию взвесей, вызванную адвективным движением водных масс в океане; гравитационное осаждение взвесей под действием на силы тяжести; взаимные переходы между различными фракциями, составляющими взвесь; взаимодействие частиц со дном и со свободной поверхностью.
Статья посвящена исследованию процессов микробиологической деструкции загрязняющих веществ нефтяного происхождения в мелководном водоеме с учетом ряда определящих факторов, влияющих на картину распределения загрязнения в акватории исследуемого водного объекта: фракционного состава нефти, процессов испарения, растворения, биологического окисления нефтеуглеводородов микроорганизмами, а также гидродинамических и химико-биологических особенностей водоема. Предложен комплекс взаимосвязанных пространственно-неоднородных математических моделей, позволяющих изучать динамику процессов микробиологической деструкции нефтяных углеводородов в мелководном водоеме. При дискретизации моделей были разработаны схемы с весами, учитывающие частичную заполненность расчетных ячеек моделируемой области, что позволило существенно повысить точность расчетов и сократить время вычислений. На базе многопроцессорной вычислительной системы разработано экспериментальное программное обеспечение, предназначенное для прогнозного моделирования экологической обстановки мелководного водоема в случае аварийного загрязнения нефтью и другими вредными веществами при природных и техногенных вызовах.
В работе построена параметризация коэффициент вертикального турбулентного обмена на основе подхода LES. Для реализации данного подхода натурные данные о пульсациях скоростей водного потока в некоторых точках мелководных систем, полученные с помощью акустического доплеровского измерителя течений (ADCP) во время экспедиционных исследований, отфильтрованы с помощью двухэтапного алгоритма Калмана, а затем усреднены, после чего при помощи «подсеточной» модели турбулентности применен подход LES. Параметризация коэффициент вертикального турбулентного обмена используется в дальнейшем в математической модели волновой гидродинамики.
В настоящей работе представлены результаты расчетов гидрофизических характеристик волнового режима в районе аккумулятивного берега северо-западной части Цимлянского водохранилища. Для проведения расчетов использовалась, разработанная в авторском коллективе, гидродинамическая модель волновых процессов, базирующаяся на 3D математической модели, включающей три уравнения движения Навье-Стокса, уравнения неразрывности для несжимаемой жидкости. Дискретизация уравнений гидродинамики выполнена при использовании метода поправки к давлению. Численные алгоритмы и реализующий их комплекс программ использованы для определения поля давления, поля вектора скорости водной среды и построения эпюры давления при разных фазах волнения для заданного участка акватории водохранилища. Результаты исследования могут быть использованы при исследовании гидрофизических процессов, оценки гидродинамического воздействия на формирование береговой линии и рельефа дна крупных водохранилищ Юга России равнинного типа.
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.
