Численное моделирование нестационарных течений и качества воды в открытых руслах: Решение прямой и обратной задач
Диссертация
Однако, предположение о постоянной интенсивности источника загрязнения неприемлемо в случае мониторинга залповых и аварийных сбросов, а предположение о почти стационарности течения в реке не приемлемо для нижних бьефов ГЭС (как показано в главе 2 данной работы), где расход воды может несколько раз многократно изменяться в течение суток при внутрисуточном регулировании выработки электроэнергии… Читать ещё >
Содержание
- 1. Расчет течения воды в реке
- 1. 1. Постановка задачи
- 1. 2. Схематизация русла и построение разностной схемы
- 1. 3. Численная реализация
- 1. 4. Расчет влияния суточного регулирования расхода Новосибирской ГЭС на режим работы водозаборов г. Новосибирска
- 2. Решение прямой задачи о качестве воды в реке
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Расчет теплового режима реки
- 2. 3. Численная реализация
- 2. 4. Пример расчета
- 3. Решение обратной задачи о качестве воды в реке
- 3. 1. Постановка задачи
- 3. 2. Метод решения
- 3. 3. Результаты модельных расчетов
Список литературы
- Александров И. Я., Квон В. И., Филатова Т. Н., Жуковская О. П. Математическое моделирование ледотермического режима в водоемах при больших тепловых нагрузках // Метеорология и гидрология. -1992.-№ 2.-С. 73−81
- Атавин А. А. Расчет неустановившегося течения воды в разветвленных системах речных русел или каналов // Динамика сплошной среды. Новосибирск: ИГ СО АН СССР, 1975. — Вып. 22. — С. 25.
- Белолипецкий В. М., Генова С. Н., Туговиков В. Б., Шокин Ю. И. Численное моделирование задач гидроледотермики водотоков. Новосибирск: ИВТ СО РАН, 1989. — 135 с.
- Васильев О. Ф. Математическое моделирование качества воды в реках и водоемах // Труды IV всесоюзного гидрологического съезда. — JL: Гидрометеоиздат, 1976. Т. 9. — С. 161.
- Васильев О. Ф., Атавин А. А., Воеводин А. Ф. Методы расчета неустановившихся течений в системах открытых русел и каналов // Численные методы механики сплошной среды. Новосибирск: Изд-во ВЦ СО АН СССР, 1975. — Т. 6. — № 4. — С. 21.
- Васильев О. Ф., Воеводин А. Ф. Математическое моделирование качества воды в системах открытых русел // Динамика сплошной среды. Новосибирск: ИГ СО АН СССР, 1975. — Вып. 22. — С. 73.
- Васильев О. Ф., Гладышев М. Е., Судобичер В. Г. Численное решение задач о течениях с прерывными волнами в открытых руслах // Численные методы механики сплошной среды. Новосибирск: Институт гидродинамики СО АН СССР, 1970.-Т. 1.-№ 5.-С. 3−19.
- Васильев О. Ф., Годунов С. К. Численный метод расчета длинных волн в открытых руслах и приложение его к задаче о паводке // ДАН -1963. Т. 151. — № 3. — С. 525−527.
- Васильев О. Ф., Шугрин С. М., Притвиц Н. А. и др. Применение современных численных методов и цифровых ЭВМ для решения задач гидравлики открытых русел // Гидротехническое строительство. -1965.-№ 8.-С. 44.
- Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач. -М.: Наука, 1988.-550 с.
- Воеводин А. Ф., Никифоровская В. С., Чернышева Р. Т. Об одном численном методе для расчета резкоизменяющегося течения в руслах и водотоках // Динамика сплошной среды. Новосибирск: ИГ СО АН СССР, 1975. — Вып. 22. — С. 89−98.
- Воеводин А. Ф., Шугрин С. М. Методы решения одномерных эволюционных систем. Новосибирск: Наука, 1993. — 230 с.
- Воеводин А. Ф., Шугрин С. М. Численные методы расчета одномерных систем. Новосибирск: Наука, 1981. — 208 с.
- Гареев А. М. Оптимизация водоохранных мероприятий в бассейне реки : Геогр.-экол. аспект. СПб.: Гидрометеоиздат, 1995. — 190 с.
- Гиляров Н. П. Моделирование речных потоков. — JI.: Гидрометеоиз-дат, 1973.-200 с.
- Гласко А. Б. Обратные задачи математической физики. М.: Изд-во МГУ, 1984.-111 с.
- Дегтярев В. В., Герус Т. Н., Шумкова М. Н. К вопросу оценки гидравлических сопротивлений естественных русел // Сибирский научный вестник ННЦ РАЕН. Вып. 2. — 1998 — С. 160−165.
- Денисов А. М. Введение в теорию обратных задач. М.: Изд-во МГУ, 1994.-206 с.
- Дэннис Дж., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений. М.: Мир, 1998, — 440 с.
- Еремеенко Е. В. Моделирование переноса и трансформации веществ для управления качеством речных потоков: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М: ВНИИ ВОДГЕО, 1989.-50 с.
- Иоргенсен С. Э. Управление озерными системами. М: Агропромиз-дат, 1985.- 149 с.
- Карамышев В. Б. Монотонные схемы и их приложение в газовой динамике. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1994.
- Квон Д. В., Квон В. И., Семчуков А. Н. Численный расчет продольно-вертикальной термической структуры Телецкого озера в годовом цикле // Вычислительные технологии. — 2000. Т. 5, № 3. — С. 29−45.
- Коваленко В. В. Измерение и расчет характеристик неустановившихся речных потоков. JL: Гидрометеоиздат, 1984. — 160 с.
- Крылова А. И., Рапута В. Ф., Суторихин И. А. Планирование и анализ подфакельных наблюдений концентрации примеси в атмосфере // Метеорология и гидрология. 1993. — № 5. — С. 5−13.
- Мальцев В. С., Бавский С. П. Использование водных ресурсов Новосибирского водохранилища // Водное хозяйство России (проблемы, технологии, управление). 2000. — Т. 2. — № 4 — С. 347−356.
- Математические модели контроля загрязнения воды. / Под. ред. Джеймса А.-М.: Мир, 1981.-471 с.
- Материалы наблюдений по Новосибирскому водохранилищу за 1981 г. — Новосибирск: Лаборатория комплексных исследований и прогнозирования качества вод ЗапСибНИГМИ Госкомгидромета.
- Михайлов С. А. Диффузное загрязнение водных экосистем. Методы оценки и математические модели: Аналитический обзор. — Барнаул: День, 2000.- 130 с.
- Обратные задачи естествознания: Учеб. пособие фак. вычислит, математики и кибернетики МГУ. / Под ред. Костомарова Д. П., Дмитриева В. И. М.: Изд-во МГУ, 1997. — 208 с.
- Остапенко В. В. О сквозном расчете прерывных волн в открытых руслах // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1993. — Т. 33, № 5. с. 743−752.
- Пененко В. В., Рапута В. Ф. Планирование эксперимента в обратных задачах переноса примеси // Метеорология и гидрология. 1982. — № 8.-С. 38−46.
- Пененко В. В., Рапута В. Ф., Быков А. В. Планирование эксперимента в задаче оценки мощности источников примеси // Известия АН СССР, ФАО. 1985. — Т.21, № 6. — С. 913−920.
- Рапута В. Ф. Закономерности радиоактивного загрязнения долины р. Енисей // Труды Международной конференции «Математические методы в геофизике». Часть II. Новосибирск, 2003. — С. 487−491.
- Рапута В. Ф., Крылова А. И. Обратная задача получения оценок параметров источника примеси в пограничном слое атмосферы // Метеорология и гидрология. 1995. -№ 3. — С. 49−58.
- Рапута В. Ф., Крылова А. И., Платов Г. А. Обратная задача оценивания границ суммарного выброса в условиях нестационарного пограничного слоя атмосферы // Сибирский журнал вычислительной математики. 1998. — Т. 1, № 3. — С. 271−279.
- Рикун А. Д., Черняев А. М., Ширяк И. М. Методы математического моделирования в оптимизации водохозяйственных систем промышленных регионов М.: Наука, 1991.-161 с.
- Рихтмайер Р., Мортон К. Разностные методы решения краевых задач. М: Мир, 1972.-418 с.
- Рубан А. И. Идентификация нелинейных динамических объектов на основе алгоритма чувствительности. — Томск: Издательство ТГУ, 1975.-270 с.
- Русинов М. И. Особенности распространения волн попусков в пойменном русле /численные эксперименты на ЭЦВМ/: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.-Л., 1967.-19 с.
- Семчуков А. Н., Атавин А. А., Квон В. И., Дегтярев В. В., Алексеева. Н. В. Оценка условий работы речных водозаборов в нижних бьефах ГЭС при суточном регулировании стока // Известия вузов. Строительство. 2003. — Т. 2. — С. 73−82.
- Семчуков А. Н., Квон В. И. Определение интенсивности сброса загрязняющих веществ в реку по данным наблюдений в расположенном ниже створе // Метеорология и гидрология. 1999. — № 7. — С. 84−91.
- Семчуков А. Н., Квон В. И. Численное моделирование некоторых обратных задач качества воды в реках // Материалы Международной научной конференции 3−7 сентября 2000 г. «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия».
- Томск: Томский филиал Института геологии нефти и газа СО РАН, 2000.-С. 441−445.
- Семчуков А. Н., Квон В. И. Численное решение одной обратной задачи о качестве воды в реках // Сибирский журнал индустриальной математики.- 1999.-Т. 2, № 1. С. 151−163.
- Стокер Дж. Дж. Волны на воде. Математическая теория и приложения: Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1959. — 617 с.
- Страшкраба М., Гнаук А. Пресноводные экосистемы. Математическое моделирование. М.: Мир, 1989. — 376 с.
- Указания по термическому расчету водохранилищ. JL: Энергия, 1969.
- Цхай А. А. Мониторинг и управление качеством вод речного бассейна. Модели и информационные системы. — Барнаул: Алтайское книжное издательство, 1995. 174 с.
- Шугрин С. М. Численный расчет неустановившегося движения воды в открытых руслах: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск, 1964. — 8 с.
- Шугрин С. М. Численный расчет неустановившегося течения воды в системе речных русел или каналов // Известия Сибирского отделения АН СССР. Серия технических наук. 1969. — Вып. 1, № 3. — С. 25−31.
- Якушева Н. В. Математические модели и комплексы программ для расчета качества воды в системах открытых русел: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математичкских наук. Якутск: ЯГУ, 2000. — 18 с.
- Ambrose R. D., Jr., Wool Т. A. Martin J. L., Connoly J. P., Schanz R. W. WASP5. X A Hydrodynamic and water quality model. Athens: EPA, 1991.-349 p.
- Anger G. Inverse problems in differential equations. New York: Ple-numLondon, 1990. — 255 p.
- Brown L. C., Barnwell Т. O., Jr. The enhanced stream water quality models QUAL2E and QUAL2E-UNCAS. Athens: EPA, 1987. — 189 p.
- Handbook of Hydrology. / ed. Maidment D. R. New York: Mc GrowHill, 1992.-518 p.
- Han T. J., Meng J. С. I. An open boundary condition for incompressible stratified flows // Journal of Computational Physics. 1983. — № 49. — P. 876−897.
- Isakov V. Inverse problems for partial differential equations. New York: Springer, 1998.-284 p.
- Ivanov P., Masliev I., Kularathna M. et. al. Decision Support system for Evaluation River basin strategies DESERT. User’s Manual Barnaul: Inst. Water Environ. Problems, 1996. — 151 p.
- Jorgensen S. E. Fundamentals of ecological modelling. Amsterdam: Elsevier, 1988−391 p.
- Kularathna M., Somlyody L. River Basin Water Quality Management Models: A State-of-the-Art Review. Laxenburg: HAS A, WP-94−3.
- Lax P., Wendroff B. Systems of conservation laws // Comm. Pure and Appl. Math. 1960. — Vol. 13. — P. 217−237.
- Mathematical modeling of water quality: streams, lakes and reservoirs. / ed. Orlob G. T. Chichester: A Wiley interscience publication, 1983. -518 p.
- Rayan R. J., Harleman D. R. F., Stolzenbach. Surface heat loss from cooling ponds // Water resources research. 1974. — Vol. 10, № 5. — P. 930 938.
- Schnoor J. L. Environmental modeling: fate and transport of pollutants in water, air and soil. New York: A Wiley interscience publication, 1996. — 684 p.
- Somlyody L., Masliev I., Petrovic P., Kularathna M. Water Quality Management in the Nitra River Basin. Laxenburg: IIASA, CP-94−2.
- Somlyody L., Varis O. Water Quality Modeling of Rivers and Lakes. -Laxenburg: IIASA, WP-92−41. 85 p.
- Turner A. Diagnosis of chemical reactivity and pollution sources from particulate trace metal distributions in estuaries // Estuarine, Coast, and Shelf Sci. 1999. — Vol. 48, № 2. — P. 177−191.
- Vasiliev O. F. Mathematical modeling of water quality in river channels and its systems. Laxenburg: IIASA, WP-79−121.
- Vasiliev О. F. Numerical solution of the non-linear problem of unsteady flow in open channels // The 2-nd Int. Conf. Numerical Methods in Fluid Dynamics. Berlin: Springer, 1971.-Vol. 8.-P. 410.
- Vasiliev O. F., Voevodin A. F., Atavin A. A. Numerical methods for the calculation of unsteady flow in systems of open channels and canals // Proc. Int. Symp. Unsteady Flow Open Channel. Newcasle-upon-Tyne. England, BHRA, Fluid Eng., 1976. — P. E2−15.