Вариационные процедуры идентификации входных параметров модели переноса пассивной примеси

Авторы

  • Кочергин В.С. Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Russian Federation
  • Кочергин С.В. Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Russian Federation

УДК

51.37

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-41-45

Аннотация

В работе представлена методика вариационной идентификации входных параметров для модели переноса пассивной примеси в результате ассимиляции данных измерений. Усвоение производится за счет минимизации квадратичного функционала качества прогноза, а решение сопряженной задачи используется для построения градиентов функционала в пространстве параметров. Представлены формулы для вычисления таких градиентов в случае идентификации начальных полей концентрации, коэффициентов турбулентной диффузии и мощности источников загрязнения. При решении задач экологической направленности на основе применения численных динамических моделей и моделей, описывающих процессы распространения тех или иных загрязняющих веществ, естественным образом встает задача улучшения прогнозируемых модельных полей за счет идентификации входных параметров моделей. Одним из способов такой идентификации является вариационный метод ассимиляции основанный на минимизации невязок прогноза и решении сопряженных задач специального вида.   Разработка таких алгоритмов является важной и актуальной задачей в связи с возрастающей антропогенной нагрузкой и необходимостью создания систем мониторинга состояния окружающей среды.

Финансирование

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме 0555-2021-0005 «Комплексные междисциплинарные исследования океаноло-гических процессов, определяющих функционирование и эволюцию эко-систем прибрежных зон Черного и Азовского морей» (шифр «Прибрежные исследования»).

Информация об авторах

Владимир Сергеевич Кочергин

старший научный сотрудник, отдел морских информационных систем и технологий, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Морской гидрофизический институт РАН»

e-mail: vskocher@gmail.com

Сергей Владимирович Кочергин

заведующий отделом, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Морской гидрофизический институт РАН»

e-mail: ko4ep@mail.ru

Библиографические ссылки

  1. Иванов В.А., Фомин В.В. Математическое моделирование динамических процессов в зоне море–суша. Севастополь: ЭКОСИ-гидрофизика, 2008. 363 с.
  2. Фомин В.В. Численная модель циркуляции вод Азовкого моря // Научные труды УкрНИГМИ. 2002. Вып. 249. С. 246–255.
  3. Marchuk G.I., Penenko V.V. Application of optimization methods to the problem of mathematical simulation of atmospheric processes and environment // Modelling and Optimization of Complex Systems / Ed. G.I. Marchuk. Proc. оf the IFIP-TC7 Working conf. NewYork: Springer, 1978. pp. 240–252.
  4. Пененко В.В. Методы численного моделирования атмосферных процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 350 с.
  5. Агошков В.И., Пармузин Е.И., Шутяев В.П. Ассимиляция данных наблюдений в задаче циркуляции Черного моря и анализ чувствительности её решения // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 6. С. 643–654.
  6. Shutyaev V.P. Adjoint equations in variational data assimilation problem // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modeling. 2018. T. 33, № 2. P. 137–147. DOI: 10.1515/rnam-2018-0012
  7. Кочергин В.С., Кочергин С.В. Использование вариационных принципов и решения сопряженной задачи при идентификации входных параметров модели переноса пассивной примеси // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. Вып. 22. С. 240–244.
  8. Кочергин В.С., Кочергин С.В. Определение переменной по времени мощности точечного источника загрязнения в Азовском море на основе вариационного алгоритма ассимиляции // Процессы в геосредах. 2020. № 1. С. 594–598.
  9. Кочергин В.С., Кочергин С.В., Станичный С.В. Вариационная ассимиляция спутниковых данных поверхностной концентрации взвешенного вещества в Азовском море // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 40–48. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-2-40-48
  10. Kochergin V.S., Kochergin S.V. Identification of a Pollution Source Power in the Kazantip Bay Applying the Variation Algorithm // Physical Oceanography. 2015. No. 2. P. 69–76.
  11. Kochergin S.V. Fomin V.V. Variational Identification of Input Parameters in the Model of Distribution of the Pollutants from the Underwater Source. Physical Oceanography. 2019. Vol. 26. Iss. 6. P. 547–556. DOI: 10.22449/1573-160X-2019-6-547-556

Загрузки

Выпуск

Раздел

Механика

Страницы

41-45

Отправлено

2021-08-02

Опубликовано

2021-09-30

Как цитировать

Кочергин В.С., Кочергин С.В. Вариационные процедуры идентификации входных параметров модели переноса пассивной примеси // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2021. Т. 18, №3. С. 41-45. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-41-45

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>