<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article
			xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
			xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"
			xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
			
			xml:lang="ru">
			<front>
			<journal-meta>
				<journal-id journal-id-type="ojs">vestnik</journal-id>
				<journal-title-group>
					<journal-title xml:lang="ru">Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества</journal-title>
					<trans-title-group xml:lang="en">
						<trans-title>Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation</trans-title>
					</trans-title-group>
				</journal-title-group>
			<issn pub-type="ppub">1729-5459</issn>
			<publisher>
				<publisher-name>Кубанский государственный университет</publisher-name>
				<publisher-loc>RU</publisher-loc>
			</publisher>
			<self-uri xlink:href="https://vestnik.kubsu.ru/" />
		</journal-meta>
		<article-meta>
			<article-id pub-id-type="publisher-id">964</article-id>
			<article-id pub-id-type="doi">10.31429/vestnik-18-4-8-13</article-id>
			<article-categories>
				<subj-group xml:lang="ru" subj-group-type="heading"><subject>Научная статья</subject></subj-group>
				<subj-group xml:lang="en" subj-group-type="heading"><subject>Original article</subject></subj-group>
				<subj-group xml:lang="ru"><subject>Математика</subject></subj-group>
				<subj-group xml:lang="en"><subject>Mathematics</subject></subj-group>
			</article-categories>
			<title-group>
				<article-title xml:lang="ru">Моделирование миграции поллютантов с помощью трехмерных клеточных автоматов</article-title>
				<trans-title-group xml:lang="en">
					<trans-title>Modeling the migration of pollutants using three-dimensional cellular automata</trans-title>
					</trans-title-group>
			</title-group>
			<contrib-group content-type="author">
				<contrib >
					<name-alternatives>
						<string-name specific-use="display">Рубцов С.Е.</string-name>
						<name name-style="western" specific-use="primary" xml:lang="ru">
							<surname>Рубцов</surname>
							<given-names>Сергей Евгеньевич</given-names>
						</name>
						<name name-style="western" xml:lang="en">
							<surname>Rubtsov</surname>
							<given-names>Sergei E.</given-names>
						</name>
					</name-alternatives>
					<xref ref-type="aff" rid="aff-1" />
					<email>rub_serg@mail.ru</email>
					<bio xml:lang="ru"><p>канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета</p></bio>
				</contrib>
				<contrib >
					<name-alternatives>
						<string-name specific-use="display">Павлова А.В.</string-name>
						<name name-style="western" specific-use="primary" xml:lang="ru">
							<surname>Павлова</surname>
							<given-names>Алла Владимировна</given-names>
						</name>
						<name name-style="western" xml:lang="en">
							<surname>Pavlova</surname>
							<given-names>Alla V.</given-names>
						</name>
					</name-alternatives>
					<xref ref-type="aff" rid="aff-1" />
					<email>pavlova@math.kubsu.ru</email>
					<bio xml:lang="ru"><p>д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета</p></bio>
				</contrib>
				<contrib >
					<name-alternatives>
						<string-name specific-use="display">Истомин Н.К.</string-name>
						<name name-style="western" specific-use="primary" xml:lang="ru">
							<surname>Истомин</surname>
							<given-names>Никита Константинович</given-names>
						</name>
						<name name-style="western" xml:lang="en">
							<surname>Istomin</surname>
							<given-names>Nikita K.</given-names>
						</name>
					</name-alternatives>
					<xref ref-type="aff" rid="aff-2" />
					<email>istomin_nike@mail.ru</email>
					<bio xml:lang="ru"><p>канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории математики и механики Федерального исследовательского центра "Южный научный центр РАН"</p></bio>
				</contrib>
				<contrib >
					<name-alternatives>
						<string-name specific-use="display">Телятников И.С.</string-name>
						<name name-style="western" specific-use="primary" xml:lang="ru">
							<surname>Телятников</surname>
							<given-names>Илья Сергеевич</given-names>
						</name>
						<name name-style="western" xml:lang="en">
							<surname>Telyatnikov</surname>
							<given-names>Ilya S.</given-names>
						</name>
					</name-alternatives>
					<xref ref-type="aff" rid="aff-3" />
					<email>ilux_t@list.ru</email>
					<bio xml:lang="ru"><p>канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории математики и механики Федерального исследовательского центра "Южный научный центр РАН"</p></bio>
				</contrib>
			</contrib-group>
			<aff id="aff-1"><institution content-type="orgname" xml:lang="ru">Кубанский государственный университет, Краснодар</institution><institution content-type="orgname" xml:lang="en">Kuban State University, Krasnodar</institution></aff>
			<aff id="aff-2"><institution content-type="orgname" xml:lang="ru">Федеральный научный центр риса, Краснодар</institution><institution content-type="orgname" xml:lang="en">Federal Research Center for Rice, Krasnodar</institution></aff>
			<aff id="aff-3"><institution content-type="orgname" xml:lang="ru">Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону</institution><institution content-type="orgname" xml:lang="en">Southern Scientific Centre of Russian Academy of Science, Rostov-on-Don</institution></aff>
			<pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2022-01-10" publication-format="ppub">
				<day>10</day>
				<month>01</month>
				<year>2022</year>
			</pub-date>
			<volume>18</volume>
			<issue>4</issue>
				<fpage>8</fpage>
				<lpage>13</lpage>
			<history>
				<date date-type="received" iso-8601-date="2021-12-21">
					<day>21</day>
					<month>12</month>
					<year>2021</year>
				</date>
				<date date-type="accepted" iso-8601-date="2021-12-26">
					<day>26</day>
					<month>12</month>
					<year>2021</year>
				</date>
				<date date-type="pub" iso-8601-date="2022-01-10">
					<day>10</day>
					<month>01</month>
					<year>2022</year>
				</date>
			</history>
			<permissions>
				<copyright-statement>Copyright (c) 2022 Рубцов С.Е., Павлова А.В., Истомин Н.К., Телятников И.С.</copyright-statement>
				<copyright-year>2022</copyright-year>
				<copyright-holder>Рубцов С.Е., Павлова А.В., Истомин Н.К., Телятников И.С.</copyright-holder>
				<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0">
					<license-p>Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.</license-p>
				</license>
			</permissions>
			<self-uri xlink:href="https://vestnik.kubsu.ru/article/view/964" />
			<abstract xml:lang="en">
				<p>The paper proposes a modification of the CA-model of diffusion with the vicinity of Margolus. Its spatial implementation and the addition of factors affecting the propagation of matter (wind and gravity) brings the model closer to the simulated process. </p>
<p>The automata simulating diffusion operates in a two-stroke synchronous mode. The model also introduces the possibility of bypassing the obstacles (uneven terrain, elements of construction, etc.). To simulate the convection process, a third cycle was introduced into the CA operation algorithm, which is responsible for the movement of particles under the influence of the wind, taking into account their possible collision. CA-diffusion in space with various kinds of obstacles was implemented. When modeling the interaction between a substance and an obstacle, each block in the basic substitution is associated with a binary type parameter, as a result of which all blocks are subdivided into two types: internal and boundary. As a result, the introduced parameter determines the necessity to rotate the block under consideration when performing basic substitution. In this case, the boundary of the modeling area can be specified in the form of planes (plates) and parallelepipeds. Obstacles are specified by a separate boolean three-dimensional array. The use of such obstacles, simulating walls and buildings, allows us to simulate the diffusion of contaminants, for example, in urban environments. With a given probability, particles can settle on vertical and horizontal surfaces.</p>
<p>An additional parameter was also introduced into the CA, which makes it possible to simulate the movement of a pollutant under the influence of gravity. To take into account the degradation of the impurity, one more phase was added to the cellular automata model, at which each cell with a particle can turn into a cell of the environment with a certain given probability.</p>
<p>For the convenience of interpretation and analysis of the proposed model results, the possibility of transition from Boolean values obtained with the help of the CA to continuous functions describing the field of impurity concentration by means of averaging over a given radius is provided.</p>
			</abstract>
			<abstract xml:lang="ru">
				<p>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.</p>
			</abstract>
			<kwd-group xml:lang="ru">
				<kwd>клеточный автомат</kwd>
				<kwd>пространственная диффузия</kwd>
				<kwd>окрестность Марголуса</kwd>
				<kwd>перенос примеси</kwd>
				<kwd>осаждение</kwd>
				<kwd>деградация</kwd>
			</kwd-group>
			<kwd-group xml:lang="en">
				<kwd>cellular automata</kwd>
				<kwd>spatial diffusion</kwd>
				<kwd>the vicinity of Margolus</kwd>
				<kwd>impurity transfer</kwd>
				<kwd>sedimentation</kwd>
				<kwd>degradation</kwd>
			</kwd-group>
			<support-group>
				<funding-group>
					<funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена при поддержке РФФИ и администрации Краснодарского края (19-41-230005).</funding-statement>
				</funding-group>
			</support-group>
			<counts><page-count count="6" /></counts>
		</article-meta>
	</front>
	<body></body>
	<back>
		<ref-list>
			<ref id="R1"><mixed-citation><italic>Алоян А.Е.</italic> Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: Наука, 2008. 415 с. . Nauka, Moscow, 2008. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R2"><mixed-citation><italic>Пененко В.В., Алоян А.Е.</italic> Модели и методы для задач охраны окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1985. 245 с. . Nauka, Novosibirsk, 1985. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R3"><mixed-citation><italic>Bandman O.L.</italic> A method for construction of cellular automata simulating pattern formation processes // Theoretical background of applied discrete mathematics. 2010. No. 4. P. 91–99.</mixed-citation></ref>
			<ref id="R4"><mixed-citation><italic>Бандман О.Л.</italic> Отображение физических процессов на их клеточно-автоматные модели // Вестник томского государственного университета. 2008. № 2(3). C. 5–17. . <italic>Vestnik tomskogo gosudarstvennogo universiteta</italic> , 2008, no. 2(3), pp. 5–17. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R5"><mixed-citation><italic>Алексеев Д.В., Казунина Г.А., Чередниченко А.В.</italic> Клеточно-автоматное моделирование процесса разрушения хрупких материалов // Прикладная дискретная математика. Дискретные модели реальных процессов. 2015(a). № 2 (28). С. 103–117. . <italic>Prikladnaya diskretnaya matematika. Diskretnye modeli real&#039;nykh protsessov</italic> , 2015(a), no. 2 (28), pp. 103–117. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R6"><mixed-citation><italic>Беланков А.Б., Столбов В.Ю.</italic> Применение клеточных автоматов для моделирования микроструктуры материала при кристаллизации // Сиб. журн. индустр. матем. 2005. № 8:2. C. 12–19. . <italic>Sibirskiy zhurnal industrial&#039;noy matematiki</italic> , 2005, no. 8:2, pp. 12–19. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R7"><mixed-citation><italic>Рубцов С.Е., Павлова А.В.</italic> Клеточно-автоматные модели диффузионно-реакционных процессов многокомпонентных примесей // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2016. № 6. С. 55–60. . <italic>Zashchita okruzhayushchey sredy v neftegazovom komplekse</italic> , 2016, no. 6, pp. 55–60. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R8"><mixed-citation><italic>Chopard B., Droz M.</italic> Cellular automata model for heat conduction in a fluid // Physical Letters A. 1988. Vol. 126. No. 8/9. P. 476–480.</mixed-citation></ref>
			<ref id="R9"><mixed-citation><italic>Weimar J.</italic> Cellular automata for reaction/diffusion systems // Parallel Computing. 1997. Vol. 23. No 11. P. 1699–1715.</mixed-citation></ref>
			<ref id="R10"><mixed-citation><italic>Маглинейкий Г., Степанцов М.</italic> Клеточные автоматы для расчета некоторых газодинамических процессов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1996. Т. 36. № 5. С. 137–145. . <italic>Zhurnal vychislitel&#039;noy matematiki i matematicheskoy fiziki</italic> , 1996, vol. 36, no 5, pp. 137–145. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R11"><mixed-citation><italic>Свирежев Ю.М.</italic> Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии. М.: Наука, 1987. 368 с. . Nauka, Moscow, 1987. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R12"><mixed-citation><italic>Аладьев В.З.</italic> Классические однородные структуры. Клеточные автоматы. Fultus Books. CA, Palo Alto, 2009. 535 с. . Fultus Books. CA, Palo Alto, 2009. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R13"><mixed-citation><italic>Матюшкин И.В., Заплетина М.А.</italic> Обзор по тематике клеточных автоматов на базе современных отечественных публикаций // Компьютерные исследования и моделирование. 2019. Т. 11. № 1. С. 9–57. . <italic>Komp&#039;yuternye issledovaniya i modelirovanie</italic> , 2019, vol. 11, no. 1, pp. 9–57. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R14"><mixed-citation><italic>Бандман О.Л.</italic> Инварианты клеточно-автоматных моделей реакционно-диффузионных процессов // Прикладная дискретная математика. 2012. № 3(17). С. 108–120. . <italic>Prikladnaya diskretnaya matematika</italic> , 2012, no. 3(17), pp. 108–120. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
			<ref id="R15"><mixed-citation><italic>Кочкин Н.С., Павлова А.В., Рубцов С.Е.</italic> 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. . <italic>Aktual&#039;nye problemy prikladnoy matematiki, informatiki i mekhaniki: trudy Mezhdunarodnoy konferentsii</italic> . Nauchno-issledovatel&#039;skie publikatsii, Voronezh, 2020, pp. 950–953. (In Russian)]</mixed-citation></ref>
		</ref-list>
	</back>
</article>