Mathematical Modeling of Eutrophication Processes in Shallow Waters on Multiprocessor Computer System
DOI:
https://doi.org/10.14529/cmse160303Keywords:
mathematical model, eutrophication, minimum bet, wok, parallel computing, Azov SeaAbstract
The paper covered the development of solution methods for model of eutrophication of shallow water in view the movement of the water flow, microturbulent diffusion, gravitational settling, spatially uneven distribution of temperature and salinity, and pollutants of nutrients, oxygen, phyto- and zooplankton, etc. Shallow waters of the Azov Sea and Taganrog Bay were selected as the object of simulation. Numerical solution of the problem is based on gradient method of variation type – the method of minimal corrections. The acceleration and efficiency of calculations is achieved with using multiprocessor computer system of Southern Federal University. The solution of the problem of water ecology will allow to predict changes of water quality of shallow reservoirs, and to study the mechanisms of formation of zones with low oxygen content.References
Якушев, Е.В. Комплексные океанологические исследования Азовского моря в 28-м рейсе научно-исследовательского судна «Акванавт» / Е.В. Якушев, А.И. Сухинов и др. // Океанология. – 2003. – Т. 43, №1. – С. 44–53.
Сухинов, А.И. Моделирование сценария биологической реабилитации Азовского моря / А.И. Сухинов, А.В. Никитина, А.Е. Чистяков // Математическое моделирование. – 2012. – Т. 24, №9. – С. 3–21.
Сухинов, А.И. Численная реализация трехмерной модели гидродинамики для мел-ководных водоемов на супервычислительной системе / А.И. Сухинов, А.Е. Чистяков, Е.В. Алексеенко // Математическое моделирование. – 2011. – Т. 23, № 3. – С.3–21.
Сухинов, А.И. Параллельная реализация трехмерной модели гидродинамики мелководных водоемов на супервычислительной системе / А.И. Сухинов, А.Е. Чистяков // Вычислительные методы и программирование: Новые вычислительные технологии. – 2012. – Т. 13. – С. 290–297.
Белоцерковский, О.М. Турбулентность: новые подходы / О.М. Белоцерковский – М.: Наука, 2003. – 286 c.
Самарский, А.А. Теория разностных схем / А.А. Самарский – М.: Наука, 1989. – 616 c.
Самарский, А.А. Методы решения сеточных уравнений / А.А. Самарский, Е.С. Николаев – М.: Наука, 1978. – 592 c.
Коновалов, А.Н. К теории попеременно-треугольного итерационного метода / А.Н. Коновалов // Сибирский математический журнал. – 2002. – 43:3. – С. 552–572.
Сухинов, А.И. Адаптивный модифицированный попеременно-треугольный итерационный метод для решения сеточных уравнений с несамосопряженным оператором / А.И. Сухинов, А.Е. Чистяков // Математическое моделирование. – 2012. – Т. 24, №1. – С. 3–20.
Чистяков, А.Е. Теоретические оценки ускорения и эффективности параллельной реализации ПТМ скорейшего спуска / А.Е. Чистяков // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – №6(107). – С 237–249.
Чистяков, А.Е. Библиотека параллельных итерационных методов решателей СЛАУ для задачи конвекции-диффузии на основе декомпозиции по одному пространственному направлению / А.Е. Чистяков, Д.С. Хачунц, А.В. Никитина, Е.А. Проценко, И.Ю. Кузнецова // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1. URL: http://www.science-education.ru /121-19510 (дата обращения 4.06.2015).
Никитина, А.В. Численное решение задачи динамики токсичных водорослей в Та-ганрогском заливе / А.В. Никитина // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – №6(107). – С 113–116.
Никитина, А.В. Модели биологической кинетики, стабилизирующие экологическую систему таганрогского залива / А.В. Никитина // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 8 (97). – C. 130–134.
Сухинов, А.И. Оценка погрешности решения уравнения диффузии на основе схем с весами / А.И. Сухинов, А.Е. Чистяков, Ю.С. Бондаренко // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – №8 (121). – С. 6–13.
Сухинов, А.И. Параллельная реализация задач транспорта веществ и восстановления донной поверхности на основе схем повышенного порядка точности / А.И. Сухинов, А.Е. Чистяков, А.А. Семенякина, А.В. Никитина // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. – 2015. – Т. 16. – C. 256–267.
Никитина, А.В. К вопросу о формировании заморных зон в восточной части Азовского моря / А.В. Никитина, Т.В. Руднева, Т.В. Камышникова, Т.А. Бокарева, В.В. Дурягина // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – №1. URL: http://www.science-education.ru/121-19509 (дата обращения 4.06.2015).
Никитина, А.В. Дифференциально-игровая модель предотвращения заморов в мелководных водоемах / А.В. Никитина, М.В. Пучкин, И.С. Семенов, А.И. Сухинов, Г.А. Угольницкий, А.Б. Усов, А.Е. Чистяков // Управление большими системами, Выпуск 55. – М.: ИПУ РАН. – 2015. – C. 343–361.
