Численные алгоритмы моделирования гравитационных течений в атмосфере Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

80

Секция 4

contains the solutions describing a stratified with respect to the pressure a motion of liquid or gas in a porous medium, with a very high pressure at infinity in a presence of a very strong absorption at a point. The solution "a layered plane pie" describes a motion of the liquid or gas in a porous medium, for which at each fixed moment of a time at all points of each plane, from the family of parallel planes a pressure is the same. A set of the solutions "a layered plane pie" contains the solutions describing a motion of the liquid or gas in a porous medium with a very high pressure near a fixed plane in a presence of a very strong absorption at infinity. Also this set contains the solutions describing a motion of the liquid or gas in a porous medium with a very high pressure at infinity in a presence of a very strong absorption on a fixed plane.

References

1. Yu. A. Chirkunov, Yu. L. Skolubovich. Nonlinear three-dimensional diffusion models of porous medium in the presence of non-stationary source or absorption and some exact solutions. Int. J. Non-Linear Mech. 2018. V 106. Pp. 29 - 37.

Сценарий формирования искажений волнового фронта в широком поле зрения астрономического телескопа

А. Ю. Шиховцев, П. Г. Ковадло, А. В. Киселев, И. В. Русских Институт солнечно-земной физики СО РАН Email: artempochta2009@rambler. ru DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10163

В работе разработана методика измерений искажений волнового фронта в широком поле зрения. Суть методики заключается в том, что искажения волновых фронтов на заданном удалении от измере-ителя определяются по анализу локальных наклонов от разнесенных в пространстве источников света. Пространственное положение атмосферных возмущений на луче зрения оценивается в скрещенных оптических пучках. Проведен кросс-корреляционный анализ волновых фронтов от разнесенных в пространстве источников света.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ (номер гранта МК-1234.2019.1).

Численные алгоритмы моделирования гравитационных течений в атмосфере

М. С. Юдин

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: [email protected] DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10164

Работа является продолжением исследования [1]. Численная математическая модель сжимаемой атмосферы используется для расчета важных характеристик движения гравитационных потоков, например, скорости фронта и давления на поверхности за орографическими препятствиями различной формы и крутизны. В данной работе скорость фронта моделируется негидростатической конечно-элементной моделью динамики атмосферы [2]. Модель основана на сжимаемых уравнениях Навье - Стокса в декартовой системе координат. Искусственная сжимаемость вводится для того, чтобы сделать основные уравнения гиперболическими.

Проводится тестирование модели в пространственном мезо-масштабе: распространение гравитационного потока в нейтрально стратифицированной атмосфере. В этом тесте рассчитанные значения скорости фронта сравниваются с эмпирической формулой, впервые введенной Т. фон Карманом, а затем модифицированной для атмосферных гравитационных течений несколькими авторами [3]. Приводятся также результаты расчетов по обтеканию препятствий различной формы в устойчиво стратифицированной атмосфере. Результаты моделирования сравниваются с доступными данными наблюдения и расчетами, выполненными по другим моделям. В целом получено хорошее согласие между результатами тестовых расчетов и теорией.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 17-01-00137: численное моделирование), а также ИВМиМГ СО РАН (государственное задание 0315-20190004: разработка эффективных вычислительных алгоритмов).

Математическое моделирование в задачах физики атмосферы, океана, климата

81

Список литературы

1. Yudin, M.S., Front speed simulation with a hyperbolic model of atmospheric dynamics // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, V 211, N.1,2018 https://DOI.org/10.1088/1755-1315/211/1/012020

2. Yudin, M.S., Wilderotter, K., Simulating atmospheric flows in the vicinity of a water basin // Computational Technologies. 2006. V 11, N.3. P. 128-134.

3. Schultz, D. M., 2005 A Review of Cold Fronts with Prefrontal Troughs and Wind Shifts // Mon. Wea. Rev., 133 , 2449-2472

Численная реконструкция полей аэрозольных выпадений примесей по данным наземного и спутникового мониторинга

Т. В. Ярославцева1, Р. А. Амикишиева2, В. Ф. Рапута2 'Новосибирский институт гигиены

2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН

Email: [email protected]

DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10165

В докладе обсуждаются экспериментальные и численные исследования полей выпадений примесей в окрестностях промышленных предприятий. В основу исследования положены результаты мониторинга загрязнения снежного покрова в окрестностях Новосибирского электродного и Искитимского цементного заводов, крупных угольных ТЭЦ.

Предложены модели реконструкции полей аэрозольных выпадений примесей в моно и полидисперсном приближении с использованием редкой сети точек отбора проб снега. На данных натурных наблюдений выполнены оценки параметров моделей реконструкции применительно к рассматриваемым источникам. На спутниковых снимках ореолов загрязнения снежного покрова окрестностей этих предприятий проведен количественный анализ функциональных связей с полями наземных выпадений примесей. Очаги загрязнения от этих источников были проиндексированы с помощью дискретной шкалы оттенков серого цвета по направлениям доминирующих выносов примесей. В зависимости от типов источников было установлено наличие функциональных связей между данными наземного и спутникового мониторинга.

Работа выполнена в рамках Госзадания (№ 0315-2019-0004) и программы РАН № 51 (№ 0315-2018-0016).