|
Компьютерные исследования и моделирование, 2016, том 8, выпуск 1, страницы 151–168
(Mi crm136)
|
|
|
|
Эта публикация цитируется в 4 научных статьях (всего в 4 статьях)
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЖИВЫХ СИСТЕМ
Численное моделирование экологического состояния Азовского моря с применением схем повышенного порядка точности на многопроцессорной вычислительной системе
А. И. Сухиновa, А. Е. Чистяковb, А. А. Семенякинаb, А. В. Никитинаb a Донской государственный технический университет
Россия, 344000, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1
b Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем им. академика А. В. Каляева Южного федерального университета
Россия, 347922, Ростовская область, г. Таганрог, ул. Чехова, д. 2
Аннотация:
В статье приводятся результаты трехмерного моделирования экологического состояния мелководного водоема на примере Азовского моря с использованием схем повышенного порядка точности на многопроцессорной вычислительной системе Южного федерального университета. Для решения поставленной задачи были построены и изучены дискретные аналоги операторов конвективного и диффузионного переносов четвертого порядка точности в случае частичной заполненности ячеек расчетной области. Разработанные схемы повышенного (четвертого) порядка точности были использованы при решении задач водной экологии для моделирования пространственного распределения загрязняющих биогенных веществ, вызывающих бурный рост фитопланктона, многие виды которого являются токсичными и вредоносными. Использование схем повышенного порядка точности позволило повысить качество входных данных, а также уменьшить значение погрешности при решении модельных задач водной экологии. Были проведены численные эксперименты для задачи транспорта веществ на основе схем второго и четвертого порядков точностей, которые показали, что для задачи диффузии-конвекции удалось повысить точность в 48,7 раз. Предложен и численно реализован математический алгоритм, предназначенный для восстановления рельефа дна мелководного водоема на основе гидрографической информации (глубины водоема в отдельных точках или изолиний уровня), с помощью которого была получена карта рельефа дна Азовского моря, используемая для построения полей течений, рассчитанных на основе гидродинамической модели. Поля течений водного потока используются в работе в качестве входной информации для моделей водной экологии. Была разработана библиотека двухслойных итерационных методов, предназначенная для решения девятидиагональных сеточных уравнений, возникающих при дискретизации модельных задач изменения концентраций загрязняющих веществ, планктона и рыб на многопроцессорной вычислительной системе, что позволило повысить точность расчетных данных и дало возможность получать оперативные прогнозы изменения экологического состояния мелководного водоема в кратчайшие временные промежутки.
Ключевые слова:
математическая модель, схема повышенного порядка точности, рельеф дна, транспорт веществ, задачи водной экологии, Азовское море, многопроцессорная вычислительная система.
DOI:
https://doi.org/10.20537/2076-7633-2016-8-1-151-168
Полный текст:
PDF файл (2908 kB)
Полный текст:
http://crm.ics.org.ru/.../2418
Список литературы:
PDF файл
HTML файл
Тип публикации:
Статья
УДК:
519.8 Поступила в редакцию: 13.05.2015 Исправленный вариант: 25.11.2015
Образец цитирования:
А. И. Сухинов, А. Е. Чистяков, А. А. Семенякина, А. В. Никитина, “Численное моделирование экологического состояния Азовского моря с применением схем повышенного порядка точности на многопроцессорной вычислительной системе”, Компьютерные исследования и моделирование, 8:1 (2016), 151–168
Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{SukChiSem16}
\by А.~И.~Сухинов, А.~Е.~Чистяков, А.~А.~Семенякина, А.~В.~Никитина
\paper Численное моделирование экологического состояния Азовского моря с применением схем повышенного порядка точности на многопроцессорной вычислительной системе
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2016
\vol 8
\issue 1
\pages 151--168
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm136}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2016-8-1-151-168}
Образцы ссылок на эту страницу:
http://mi.mathnet.ru/crm136 http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v8/i1/p151
Citing articles on Google Scholar:
Russian citations,
English citations
Related articles on Google Scholar:
Russian articles,
English articles
Эта публикация цитируется в следующих статьяx:
-
A. I. Sukhinov, A. V. Nikitina, A. E. Chistyakov, A. A. Semenyakina, “Practical aspects of implementation of the parallel algorithm for solving problem of ctenophore population interaction in the Azov Sea”, Вестн. ЮУрГУ. Сер. Выч. матем. информ., 7:3 (2018), 31–54
-
В. А. Гущин, А. В. Никитина, А. А. Семенякина, А. И. Сухинов, А. Е. Чистяков, “Модель транспорта и трансформации биогенных элементов в прибрежной системе и ее численная реализация”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 58:8 (2018), 120–137
; V. A. Gushchin, A. V. Nikitina, A. A. Semenyakina, A. I. Sukhinov, A. E. Chistyakov, “A model of transport and transformation of biogenic elements in the coastal system and its numerical implementation”, Comput. Math. Math. Phys., 58:8 (2018), 1316–1333 -
“Тезисы докладов, представленных на Третьей Международной конференции по стохастическим методам”, Теория вероятн. и ее примен., 64:1 (2019), 151–204
; “Abstracts of talks given at the 3rd International Conference on Stochastic Methods”, Theory Probab. Appl., 64:1 (2019), 124–169 -
С. В. Проценко, А. М. Атаян, А. Е. Чистяков, А. В. Никитина, В. Н. Литвинов, А. А. Филина, “Экспериментальное исследование силовых нагрузок на опоры надводной конструкции на основе математической модели волновых процессов”, Вестн. ЮУрГУ. Сер. Выч. матем. информ., 8:3 (2019), 27–42
|
Просмотров: |
Эта страница: | 185 | Полный текст: | 80 | Литература: | 17 |
|