Клеточно-автоматное моделирование миграции и гравитационного осаждения примеси в потоке жидкости
УДК
510.67:554Аннотация
В работе представлен подход к моделированию процесса миграции загрязнителя в потоке жидкости, реализована имитация механизма гравитационного осаждения тяжелой примеси. В терминах клеточных автоматов (КА) построена модель миграции однокомпонентной субстанции в потоке для плоского случая. Реализован КА, моделирующий распространение примеси, оседающей под действием силы тяжести. Представлены результаты, иллюстрирующие эволюцию КА, моделирующего распространение поступающей в поток жидкости "тяжелой" примеси за определенный временной интервал. Переход от физического описания процесса к его КА модели и обратно осуществляется посредством сравнения физических характеристик со средним числом частиц в определенном количестве ячеек.
Ключевые слова:
клеточно-автоматная модель, поток, примесь, перенос, гравитационное оседаниеИнформация о финансировании
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ и администрации Краснодарского края р_юг_а 16-41-230175.
Библиографические ссылки
- Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 320 с. [Marchuk G.I. Matematicheskoe modelirovanie v probleme okruzhajushhej sredy [Mathematical modeling in environmental problem]. Moscow, Nauka Pub., 1982, 320 p. (In Russian).]
- Пененко В.В., Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1985. 245 с. [Penenko V.V., Alojan A.E. Modeli i metody dlja zadach ohrany okruzhajushhej sredy [Models and methods for environmental objectives]. Novosibirsk, Nauka Pub., 1985, 245 p. (In Russian).]
- Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: Наука, 2008. 415 с. [Aloyan A.E. Modelirovanie dinamiki i kinetiki gazovyh primesej i aehrozolej v atmosphere [Modeling of dynamics and kinetics of gas impurities and aerosols in the atmosphere]. Moscow, Nauka Pub., 2008, 415 p. (In Russian)]
- Фон Нейман Дж. Теория самовоспроизводящихся автоматов. М.: Мир, 1971. 384 с. [Fon Nejman Dzh. Teorija samovosproizvodjashhihsja avtomatov [The theory of self-reproducing automatas]. Mosccow, Mir Pub., 1971, 384 p. (In Russian)]
- Boccara N. Reaction-Diffusion complex systems. Berlin: Springer, 2004. 397 p.
- Ванаг Г.К. Диссипативные структуры в реакционно-диффузионных системах. Эксперимент и теория. Ижевск: ИКИ, 2008. 300 c. [Vanag V.K. Dissipativnye struktury v reakcionno-diffuzionnyh sistemah. Jeksperiment i teorija [Dissipative structures in reaction-diffusion systems. Experiment and Theory]. Izhevsk, IKI Pub., 2008, 300 p. (In Russian)]
- 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. Р. 41-47.
- Bandman O. Mapping physical phenomena onto CA-models // AUTOMATA-2008. Theory and Applications of Cellular Automata. London: Luniver Press, 2008. Р. 381-397.
- Бандман О.Л. Инварианты клеточно-автоматных моделей реакционно-диффузионных процессов // Прикладная дискретная математика. 2012. № 3(17). С. 108-120. [Bandman O.L. Invarianty kletochno-avtomatnyh modelej reakcionno-diffuzionnyh processov [Invariants Cellular Automaton models of reaction-diffusion processes]. Prikladnaja diskretnaja matematika [Applied discrete mathematics], 2012, no. 3, pp 108-120. (In Russian)]
- Toffoli Т. Cellular Automata as an Alternative to (rather than approximation of Differential Equations in Modeling Physics // Physica D. 1984. Vol. 10. Р. 117-127.
- Malinetskii G.G., Stepantsov М.Е. Simulation of diffusion processes by means of cellular automata with Margolus neighborhood // Computational Mathematics and Mathematical Physics. 1998. Vol. 38, No. 6. P. 973-975.
- Рубцов, С.Е., Павлова А.В., Шкурат И.И. О клеточно-автоматных моделях процесса течения жидкости при наличии препятствий и примеси // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2014. № 7. С. 39-44. [Rubcov S.E., Pavlova A.V., Shkurat I.I. O kletochno-avtomatnyh modeljah processa techenija zhidkosti pri nalichii prepjatstvij i primesi [About Cellular automata models of the process flow of the liquid in the presence of obstacles and impurities]. Zashhita okruzhajushhej sredy v neftegazovom komplekse [Environmental protection in the oil and gas sector], 2014, no. 7, pp. 39-44. (In Russian)]
- Павлова А.В., Калайдин В.В. Об одной модели распространения загрязняющей примеси от площадного источника // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2012. № 2. С. 18-22. [Pavlova A.V., Kalajdin V.V. Ob odnoj modeli rasprostranenija zagrjaznjajushhej primesi ot ploshhadnogo istochnika [On one propagation model contaminant from the area source]. Zashhita okruzhajushhej sredy v neftegazovom komplekse, 2012, no. 2, pp. 18-22. (In Russian).]
- 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. [Babeshko V.A., Zaretskaya M.V., Evdokimova O.V., Pavlova A.V., Babeshko O.M. Kruglyakova O.P., Kurilov P.I., Terenozhkin A.M., Gendina I.V. Ocenka vlijanija vulkanicheskih i prirodno-tehnologicheskih zagrjaznenij na jekosistemu Azovskogo morja [Assessing the impact of volcanic and natural-technological pollution on the ecosystem of the Sea of Azov]. Zashhita okruzhajushhej sredy v neftegazovom komplekse, 2010, no. 9, pp. 6-12. (In Russian)]
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступила в редакцию
25 сентября 2017
Принята к публикации
26 сентября 2017
Публикация
30 сентября 2017
Как цитировать
[1]
Рубцов, С.Е., Павлова, А.В., Клеточно-автоматное моделирование миграции и гравитационного осаждения примеси в потоке жидкости. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2017, № 3, pp. 46–52.
Лицензия
Copyright (c) 2017 Рубцов С.Е., Павлова А.В.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
