Ученые Донского государственного технического университета исследуют массообмен растворённого в воде кислорода и углекислого газа с атмосферой с целью минимизации заморных явлений среди рыбных популяций, вызванных нехваткой растворённого в воде кислорода.
Исследователи опорного вуза Ростовской области займутся усовершенствованием взаимосвязанных математических моделей гидрофизических и гидробиологических процессов. Планируется разработать математический аппарат прогнозирования сложных биогеохимических процессов для водных объектов. В проекте будут реализованы взаимосвязанные математические модели гидродинамических процессов в мелководных водоемах, биогеохимических циклов, новый способ регуляризации для расчета давления, а также новый подход к адаптации трехмерной расчетной сетки и построению параллельных алгоритмов.
– Детальное изучение газообмена между водной средой и атмосферой позволит оперативно оценивать риски и ущерб от непредвиденных опасных явлений и предупреждать или уменьшать пагубное влияние возможных экологических катастроф, – отметила руководитель проекта, к. физ.-мат. н., доцент кафедры «Математика и информатика» ДГТУ Юлия Белова. – Перенос углекислого газа в водоеме осуществляется за счет сложных физических и биологических процессов. Мы рассмотрим все эти процессы и создадим эффективные параллельные алгоритмы численной реализации предложенных моделей для работы на вычислительных системах с распределённой памятью.
Руководителем проекта уже получены значимые результаты в области математического моделирования биогеохимических циклов в прибрежных системах, защищена кандидатская диссертацию на тему, есть опыт участия в грантах, а также опубликовано много работ в изданиях, индексируемых Web of Science и Scopus, в том числе в журнале Q1.
В состав научного коллектива вошли молодые исследователи – специалисты в области математического моделирования, параллельного программирования, моделирования гидродинамических процессов, опасных явлений природного и техногенного характера, разработке и исследованию разностных схем, созданию эффективных параллельных алгоритмов и реализации их на супервычислительных системах.
Все участники проекта состоят в научной школе член-корреспондента РАН Александра Сухинова, активно участвуют в образовательной деятельности и разработке новых учебных курсов и неоднократно представляли результаты своей исследовательской деятельности на конференциях международного уровня.
Проект «Математические модели и параллельные алгоритмы для прогнозирования динамики фитопланктонных популяций в морских системах с учётом обмена кислородом и углекислым газом на суперкомпьютерных вычислительных системах» поддержан Российским научным фондом на конкурсе 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе и молодыми https://rscf.ru/project/22-71-10102/.