List of issues > Series «Mathematics». 2007. Vol. 1
Numeric modeling of flows and admixture transfer in stratified lakes
The given scientific work considers a nonhydrostatic nonstationary threedimensional nonlinear model for the description of flows, temperature fields and density fields in lakes and reservoirs. The model takes into account inhomogeneities of a bottom relief and the state equation for water connecting pressure, temperature and density. The system of hydrothermodynamic equations is solved numerically with application of the method of fictitious areas. The implicit finite difference scheme of component splitting is used. The calculations results of prevailing flows in the top layers of Lake Baikal in the period without ice are presented. The motion velocities found on the basic of the hydrothermodynamic model and turbulent characteristics are used for the calculation of admixture transfer from the Baikal pulp-and-paper combine at prevailing flow in hollow of Southern Baikal.
[1] Айнбунд М.М. Течения и внутренний водообмен в озере Байкал / М.М.Айнбунд. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – 247 с.
[2] Астраханцев Г.П. Дискретная гидротермодинамическая модель климатической циркуляции глубокого озера / Г.П.Астраханцев, Л.А.Руховец // Вычислительные процессы и системы. – М.: Наука, 1986. – Вып. 4. – С. 135-178.
[3] Гурина А.М. Нелинейная диагностическая модель течений глубокого озера (на примере Ладожского озера) / А.М.Гурина, Ю.Л.Демин, Н.Н.Филатов // Моделирование переноса вещества и энергии в природных системах. – Новосибирск: Наука, 1984. – С. 77-89.
[4] Квон В.И. Температурно-стратифицированное течение в проточном водоеме / В.И.Квон // Метеорология и гидрология.– 1979.– №6. – С. 74-79.
[5] Марчук Г.И. Численное решение задач динамики атмосферы и океана / Г.И.Марчук. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 303 с.
[6] Математическое моделирование общей циркуляции атмосферы и океана / Г.И.Марчук, В.П.Дымников, В.Б.Залесный и др. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 320 с.
[7] Марчук Г.И. Численное моделирование динамики вод озера Байкал / Г.И.Марчук, В.П.Кочергин, Е.А.Цветова // Математическое моделирование качества воды водоемов. – М.: Наука, 1978. – С. 43-51.
[8] Обухов А.М. Турбулентность в температурно-неоднородной атмосфере / А.М.Обухов //Тр. Ин-та теоретической геофизики АН СССР. – 1946. – Т.1. – С. 95-115.
[9] Обухов А.М. Турбулентность и динамика атмосферы / А.М.Обухов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – 413 с.
[10] Пененко В.В. Структура комплекса моделей для исследования взаимодействий в системе “озеро Байкал–атмосфера региона” / В.В.Пененко, Е.А.Цветова // Оптика атмосферы и океана.–1998.–Т.11, №6.–С. 586-593.
[11] Самарский А.А. Методы решения сеточных уравнений / А.А.Самарский, Е.С.Николаев. – М.: Наука, 1978. – 592 с.
[12] Фукс Н.А. Механика аэрозолей / Н.А.Фукс. – М.: АН СССР, 1955. – 351 с.
[13] Цветова Е.А. Нестационарные ветровые течения в озере Байкал / Е.А.Цветова // Численные методы расчета океанических течений. – Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1974. – С. 115-128.
[14] Цветова Е.А. Математическое моделирование циркуляций вод озера / Е.А.Цветова // Течения в Байкале. – Новосибирск: Наука, 1977. – С. 63–81.
[15] Brugge R. Non Hydrostatic modelling for studies of open-ocean deep convec-tion / R.Brugge, H.L.Jones, J.C.Marshall // Deep Convection and Deep Water For-mation in the Oceans: edited by P.C. Chu and J.C. Gascard, Elsevier publishing. – 1991. – P.325-340.
[16] Chen C.T. Precise thermodynamic properties for natural waters covering only the limnological range / C.T.Chen, F.J.Millero // Limnol. Oceanogr. – 1986. – V. 31, No.3. – P. 657-662.
[17] Physical limnology of lake Baikal: a review / M.N.Shimaraev, V.I.Verbolov, N.G.Granin et. al. - Irkutsk-Okayama: Baikal International Center for Ecological Research, 1994. – 81 p.
[18] Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations: 1. The basic experiment / J.Smagorinsky // Mon. Weather Rev. – 1963. – V. 91, No.2. – P. 99-164.
[19] Walker S.J. A three-dimensional numerical model of deep water renewal in temperate lake / S.J.Walker // Abstr. for the degree of doctor of philosophy.- Tulan University. – 1994. – 119 p.
[20] Walker S.J. A three-dimensional numerical model of deep ventilation in tem-perate lakes /S.J.Walker, R.G.Watts // J. of Geophysical Research. – 1995. – V.100, No.C11. – P. 22711-22731.