Построение местной гидродинамической модели потока через переливную запруду Пемзенская реки Амур
https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-15
Аннотация
В работе сформулирована математическая модель речного потока для протоки Пемзенская реки Амур. Средствами информационной системы «Амур» выполнена конечно-элементная реализация решателя задачи. Выполнена верификация модели и алгоритмов расчета. Информация о рельефе донной поверхности русла и графики уровня реки Амур, необходимые для определения краевых условий задачи, были получены из информационной системы «Амур». Приведены расчетные отметки уровней воды и скоростные поля течения протоки при выбранном коэффициенте шероховатости.
Ключевые слова
русловые процессы,
плановые уравнения мелкой воды,
метод конечных элементов,
информационная система,
протока Пемзенская,
река Амур.
При поддержке: Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда № 24-17-20009 и гранта Правительства Хабаровского края (соглашение № 108С/2024 от 31.07.2024 г.).
Об авторах
Игорь Иванович ПОТАПОВ
Вычислительный центр ДВО РАН
Россия
Россия
Доктор физико-математических наук, заведующий лаборатории вычислительной механики Вычислительного центра Дальневосточного отделения Российской Академии наук. Область научных интересов: численные методы, русловые и гидродинамические процессы в равнинных реках.
Юлия Георгиевна СИЛАКОВА
Вычислительный центр ДВО РАН
Россия
Россия
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Вычислительного центра Дальневосточного отделения Российской Академии наук. Область научных интересов: математическое моделирование русловых процессов для рек с песчаным основанием.
Список литературы
1. Бортин Н.Н., Mилаев В.M., Горчаков А.М. Влияние природных и антропогенных факторов на пропускную способность русла реки Амур у города Хабаровска при прохождении паводков. Водное хозяйство России, № 2, 2020, стр. 66-82. / Bortin N.N., Milaev V.M., Gorchakov A.M. The influence of natural and anthropogenic factors on the capacity of the Amur River channel near the city of Khabarovsk during floods. Water management in Russia, no 2, 2020, pp. 66-82 (in Russian).
2. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР, 1955, 347 с. / Makkaveev N.I. River bed and erosion in its basin. M.: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1955, 347 p. (in Russian).
3. Потапов И.И. Моделирование гидродинамических и русловых процессов равнинных рек // Диссертация на соискание ученой степени д.ф.-м.н. Владивосток: ИАПУ, 2006, 212 с. / Potapov I.I. Modeling of hydrodynamic and channel processes of lowland rivers // Dissertation for the degree of Doctor of Physical and Mathematical Sciences. Vladivostok: IAPU, 2006, 212 p. (in Russian).
4. Потапов И.И., Потапов Д.И. Анализ русловых процессов участка р. Амур в окрестности Хабаровска за 2005-2007 гг. Информатика и системы управления, № 4(58), 2018, стр. 150-156. DOI: 10.22250/isu.2018.58.150-156. / Potapov I.I., Potapov D.I. Analysis of channel processes in the Amur River section near Khabarovsk for 2005-2007. Computer Science and Control Systems, No. 4(58), 2018, pp. 150-156 (in Russian). DOI: 10.22250/isu.2018.58.150-156.
5. Чалов Р.С., Куракова А.А. Голубцов Г.Б., Завадский А.С. Трансформация речных русел в процессе их саморазвития и влияния естественных и антропогенных изменений факторов русловых процессов. Известия русского географического общества, т. 155, № 2, 2023, стр. 88-108. / DOI: 10.31857/S0869607123020039 / Chalov R.S., Kurakova A.A., Golubtsov G.B., Zavadskii A.S. Transformation of river channels during their self-development and the influence of natural and anthropogenic changes in channel process factors. Bulletin of the Russian Geographical Society, vol. 155, no. 2, 2023, pp. 88-108 (in Russian).
6. Беликов В.В., Алексюк А.И., Борисова Н.М., Васильева Е.С., Глотко А.В. Опыт численного гидродинамического моделирования протяженных участков рек. Водные ресурсы, № 4(5), 2023, стр. 367-384. / Belikov V.V., Aleksyuk A.I., Borisova N.M., Vasilyeva E.S., Glotko A.V. Experience of numerical hydrodynamic modeling of long river sections. Water Resources, no. 4(5), 2023, pp. 367-384 (in Russian).
7. Belikov V.V., Krylenko I.N., Alabyan A.M., Sazonov A.A., Glotko A.V. Two-dimensional hydrodynamic flood modelling for populated valley areas of Russian rivers. Changes in Flood Risk and Perception in Catchments and Cities: Proc. IAHS. vol. 370, 2015, pp. 69-74.
8. Канторович В.К., Кучмент Л.С. Применение метода конечных элементов к расчетам неустановившегося движения воды по уравнениям Сен-Венана. Водные ресурсы, № 6, 1981, стр. 44-53. / Kantorovich V.K., Kuchment L.S. Application of the finite element method to calculations of unsteady water flow using the Saint-Venant equations. Water Resources, no. 6, 1981, pp. 44-53 (in Russian).
9. Мотовилов Ю.Г., Гельфан А.Н. Модели формирования стока в задача гидрологии речных бассейнов. Институт водных проблем РАН. М.: 2018, 300 с. / Motovilov Yu.G., Gelfan A.N. Runoff formation models in river basin hydrology problems. Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences. Moscow, 2018, 300 p. (in Russian).
10. Defina A. Two-dimensional shallow flow equation for partially dry areas. Water resources research, vol. 36, no. 11, 2000, pp. 3251-3264.
11. Ghanem, A.H.M. Two-dimensional finite element modeling of flow in aquatic habitats // A thesis submitted to the faculty of graduate studies and research in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy. University of Alberta, 1995, 122 p. DOI: 10.7939/R3VH5CS4G.
12. Потапов И.И. Исходный код информационной системы «Амур», 2024. Доступно по адресу: https://github.com/PotapovII/Amur, обращение 01.07.2025. / Potapov I.I. Source code of the Amur information system. 2024 (in Russian). Available at: https://github.com/PotapovII/Amur, accessed 01.07.2025.
13. Van Rijn L.C. Principles of fluid flow and surface waves in rivers, estuaries, seas, and oceans. Aqua publications. Amsterdam: Aqua, 1990, 335 p.
14. Weiyan T. Shallow water hydrodynamics. Elsevier oceanography series, 55. Elsevier, Amsterdam, 1992.
15. Шабров Н.Н. Метод конечных элементов в расчетах деталей тепловых двигателей. Л.: Машиностроение, 1983. / Shabrov N.N. Finite element method in calculations of heat engine parts. L.: Mechanical Engineering, 1983 (in Russian).
16. Булгаков В. К., Потапов И. И. Сравнительный анализ противопоточных конечно-элементных схем высокого порядка для задачи Навье–Стокса на основе модифицированного SUPG-метода. Дальневосточный математический журнал, т. 4, № 1, 2003, стр. 5-17. https://www.mathnet.ru/rus/dvmg141 / Bulgakov V.K., Potapov I.I. Comparative analysis of high-order upwind finite element schemes for the Navier–Stokes problem based on the modified SUPG method. Far Eastern Mathematical Journal, vol. 4, no. 1, 2003, pp. 5-17 (in Russian).
Рецензия
Для цитирования:
ПОТАПОВ И.И., СИЛАКОВА Ю.Г. Построение местной гидродинамической модели потока через переливную запруду Пемзенская реки Амур. Труды Института системного программирования РАН. 2026;38(3):241-256. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-15
For citation:
POTAPOV I.I., SILAKOVA Yu.G. Construction of a Local Hydrodynamic Model of the Flow through the Pemzenskaya Overflow Dam of the Amur River. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2026;38(3):241-256. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2026-38(3)-15
Послать статью по эл. почте 