Моделирование миграции поллютантов с помощью трехмерных клеточных автоматов

Авторы

  • Рубцов С.Е. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Павлова А.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Истомин Н.К. Федеральный научный центр риса, Краснодар, Russian Federation
  • Телятников И.С. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation

УДК

536.2:004.94

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-4-8-13

Аннотация

В работе предложена модификация КА-модели диффузии с окрестностью Марголуса. Ее пространственная реализация и добавление факторов, влияющих на распространение вещества (ветра и гравитации) приближает модель к имитируемому процессу. В модель также введена возможность обхода препятствий (неровности рельефа, элементы застройки и т.д.). Для удобства интерпретации и анализа результатов работы предлагаемой модели предусмотрена возможность перехода от булевых значений, полученных с помощью КА, к непрерывным функциям, описывающим поле концентрации примеси, посредством процедуры осреднения по заданному радиусу.

Ключевые слова:

клеточный автомат, пространственная диффузия, окрестность Марголуса, перенос примеси, осаждение, деградация

Финансирование

Работа выполнена при поддержке РФФИ и администрации Краснодарского края (19-41-230005).

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, профессор кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

e-mail: pavlova@math.kubsu.ru

Никита Константинович Истомин

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории математики и механики Федерального исследовательского центра "Южный научный центр РАН"

e-mail: istomin_nike@mail.ru

Илья Сергеевич Телятников

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории математики и механики Федерального исследовательского центра "Южный научный центр РАН"

e-mail: ilux_t@list.ru

Библиографические ссылки

  1. Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: Наука, 2008. 415 с.
  2. Пененко В.В., Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1985. 245 с.
  3. 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.
  4. Бандман О.Л. Отображение физических процессов на их клеточно-автоматные модели // Вестник томского государственного университета. 2008. № 2(3). C. 5–17.
  5. Алексеев Д.В., Казунина Г.А., Чередниченко А.В. Клеточно-автоматное моделирование процесса разрушения хрупких материалов // Прикладная дискретная математика. Дискретные модели реальных процессов. 2015(a). № 2 (28). С. 103–117.
  6. Беланков А.Б., Столбов В.Ю. Применение клеточных автоматов для моделирования микроструктуры материала при кристаллизации // Сиб. журн. индустр. матем. 2005. № 8:2. C. 12–19.
  7. 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.
  8. Chopard B., Droz M. Cellular automata model for heat conduction in a fluid // Physical Letters A. 1988. Vol. 126. No. 8/9. P. 476–480.
  9. Weimar J. Cellular automata for reaction/diffusion systems // Parallel Computing. 1997. Vol. 23. No 11. P. 1699–1715.
  10. Маглинейкий Г., Степанцов М. Клеточные автоматы для расчета некоторых газодинамических процессов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1996. Т. 36. № 5. С. 137–145.
  11. Свирежев Ю.М. Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии. М.: Наука, 1987. 368 с.
  12. Аладьев В.З. Классические однородные структуры. Клеточные автоматы. Fultus Books. CA, Palo Alto, 2009. 535 с.
  13. Матюшкин И.В., Заплетина М.А. Обзор по тематике клеточных автоматов на базе современных отечественных публикаций // Компьютерные исследования и моделирование. 2019. Т. 11. № 1. С. 9–57.
  14. Бандман О.Л. Инварианты клеточно-автоматных моделей реакционно-диффузионных процессов // Прикладная дискретная математика. 2012. № 3(17). С. 108–120.
  15. Кочкин Н.С., Павлова А.В., Рубцов С.Е. Клеточно-автоматное и конечно-разностное моделирование процесса миграции примеси // Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики: труды Международной конференции. Воронеж: Научно-исследовательские публикации, 2020. С. 950–953.

Загрузки

Выпуск

Раздел

Математика

Страницы

8-13

Отправлено

2021-12-21

Опубликовано

2022-01-10

Как цитировать

Рубцов С.Е., Павлова А.В., Истомин Н.К., Телятников И.С. Моделирование миграции поллютантов с помощью трехмерных клеточных автоматов // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2021. Т. 18, №4. С. 8-13. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-18-4-8-13

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 4 5 6 > >>