Клеточно-автоматное моделирование диффузии многокомпонентных примесей

  • Рубцов С.Е. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Павлова А.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Олейников А.С. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
УДК: 510.67:554

Аннотация

Работа посвящена клеточно-автоматному (КА) моделированию диффузионно-реакционных процессов многокомпонентных примесей. Построены пространственные КА-модели следующих сценариев рассеяния и трансформации примесей: независимое распространение составляющих многокомпонентной загрязняющей примеси, поглощение одного вещества другим (модель нейтрализации загрязнителей), появление нового вещества в результате взаимодействия двух исходных (модель химической реакции). Для проведения компьютерных экспериментов и анализа результатов создано приложение, реализующее разработанные модели, воспроизводящие пространственно-временное распределение концентрации газовых примесей и формирование вторичного загрязнителя из газов-предшественников.

Ключевые слова: клеточно-автоматная модель, рассеяние примеси, взаимодействие загрязнителей, трансформация

Информация об авторах

Сергей Евгеньевич Рубцов
канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета
e-mail: rub_serg@mail.ru
Алла Владимировна Павлова
д-р физ.-мат. наук, доцент профессор кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета
e-mail: pavlova@math.kubsu.ru
Александр Сергеевич Олейников
студент кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета
e-mail: kmm@fpm.kubsu.ru

Литература

  1. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 320 с.
  2. Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: Наука, 2008. 415 с.
  3. Алоян А.Е., Пискунов В.Н. Моделирование региональной динамики газовых примесей и аэрозолей // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41, № 3. С. 328-340.
  4. Пискунов В.Н. Теоретические модели кинетики формирования аэрозолей. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2000. 209 с.
  5. Фон Нейман Дж. Теория самовоспроизводящихся автоматов. М.: Мир, 1971. 384 с.
  6. Toffoli Т. Cellular Automata as an Alternative to rather than approximation of Differential Equations in Modeling Physics // Physica D. 1984. Vol. 10. P. 117-127.
  7. Toffolli T., Margolus N. Cellular Automata Machines. MIT Press, 1987. 279 p.
  8. Weimar J. Cellular automata for reaction-diffusion systems // Parallel Computing. 1997. Vol.23. No. 11. P. 1699-1715.
  9. Ванаг Г.К. Диссипативные структуры в реакционно-диффузионных системах. Эксперимент и теория. Ижевск: ИКИ, 2008. 300 c.
  10. Boccara N. Reaction-Diffusion complex systems. Berlin: Springer, 2004. 397 p.
  11. Bandman O. Parallel simulation of asynchronous cellular automata evolution // Proc. of 7th International Conference on Cellular Automata, for Research and Industry (ACRI 2006). 2016. Vol. 4173 of LNCS. Springer. P. 41-47.
  12. Bandman O.L. A method for construction of cellular automata simulating pattern formation processes // Theoretical background of applied discrete mathematics. 2010. No. 4. P. 91-99.
  13. Kalgin K.V. Comparative study of parallel algorithms for asynchronous cellular automata simulation on different computer architectures // Proc. of ACRI-2010, LNCS 6350. Springer, 2010. P. 399-408.
  14. Рубцов С.Е., Павлова А.В., Савенков С.И. О клеточно-автоматных моделях конвекционно-диффузионных процессов примесей // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2016. № 2. С. 62-68.
  15. Рубцов С.Е. Павлова А.В. Клеточно-автоматные модели диффузионно-реакционных процессов многокомпонентных примесей // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2016. № 6. С. 55-60.
  16. Бандман О.Л. Инварианты клеточно-автоматных моделей реакционно-диффузионных процессов // Прикладная дискретная математика. 2012. № 3(17). С. 108-120.
  17. Бабешко В.А., Зарецкая М.В., Евдокимова О.В., Павлова А.В., Бабешко О.М., Круглякова О.П., Курилов П.И., Тереножкин А.М., Гендина И.В. Оценка влияния вулканических и природно-технологических загрязнений на экосистему Азовского моря // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2010. № 9. С. 6-12.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ и Администрации Краснодарского края 16-41-230175_а.

Страницы
86-93
Раздел
Физика
Прислано
2017-12-12
Опубликовано
2017-12-25

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 > >>