Математическое моделирование процессов биологической деструкции нефтяного загрязнения моря

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 03.00.16
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2008
  • Место защиты: Краснодар
  • Количество страниц: 150 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 250 руб.
Титульный лист Математическое моделирование процессов биологической деструкции нефтяного загрязнения моря
Оглавление Математическое моделирование процессов биологической деструкции нефтяного загрязнения моря
Содержание Математическое моделирование процессов биологической деструкции нефтяного загрязнения моря
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Биологическая деструкция нефтяного загрязнения моря
1.1 Химический и фракционный состав нефти.
1.2 Динамика нефтяного выброса без учета процессов деструкции.
1.3 Методы биологической деструкции нефтяных загрязнений
1.4 Математические модели динамики популяции и их применение при
моделировании биологической деструкции нефти
Глава 2. Математические модели динамики нефтяного загрязнения в море
2.1 Базовая математическая модель динамики нефтяного загрязнения в море с учетом конвективного переноса, диффузии и биологической деструкции модель А
2.2 Обобщение базовой математической модели за счет наличия различных видов бактериального населения и учета фракционности нефти модель С .
2.3 Обобщение базовой математической модели за счет учета пространственной неоднородности развития популяций модель Б.
2.5 Существование и единственность решения
2.6 Асимптотические методы решения
2.7 Алгоритмы численного решения
2.8 Расчет коэффициента насыщения и скорости отмирания микробного сообщества
2.9 Описание программного комплекса Биодеструктор.
Глава 3. Основные закономерности динамики нефтяного згрязнения в море
3.1 Анализ результатов базовой математической модели динамики нефтяного загрязнения в море с учетом конвективного переноса, диффузии и биологической десгрукции
3.2 Анализ результатов обобщения базовой математической модели за счет наличия различных видов бактериального населения и учета фракционности нефти
3.3 Анализ результатов обобщения базовой математической модели за счет
учета пространственной неоднородности развития популяций
3.4. Зависимости изменения концентрации нефти и нефтеокисляющих микроорганизмов ог различных параметров.
3.5 Определение вклада биологического разложения в процесс деструкции нефтяного загрязнения
3.6 Верификация результатов.
Заключение
Список использованных источников


Работа изложена на 0 страницах машинописного текста и содержит рисунка, 4 таблицы, список литературы из 3 наименований и 2 акта об использовании. В главе 1 диссертационной работы рассматриваются основные физикохимические характеристики нефти, определяется фракционный состав, исходя из способности к разложению под воздействием различных видов микроорганизмов. Анализируются различные методы биологической деструкции. Проводится обзор экспериментальных работ и имеюшдася математических моделей, посвященных динамике нефтяного загрязнения моря с учетом конвективного переноса, диффузии, испарения, эмульгирования, процессов деструкции нефти и динамики популяций. Поставлены цели и задачи диссертационной работы. Модель А. Базовая математическая модель динамики нефтяного загрязнения в море с учетом конвективного переноса, диффузии и биологической деструкции. Модель Б. Обобщение базовой математической модели за счет учета пространственной неоднородности развития популяций. Эту модель мы называем базовой математической моделью с учетом таксиса, и она должна применятся в тех же случаях, что и базовая, но поверхность нефтяного загрязнения не может быть обработана равномерно биопрепаратом, например изза своего размера. Базовая математическая модель с учетом таксиса позволяет исследовать пространственную неоднородность развития популяции нефтеокисляющих микроорганизмов и оценить ее влияние на биологическую деструкцию нефтяного загрязнения. Модель С. Обобщение базовой математической модели за счет наличия различных видов бактериального населения и учета фракционности нефти. Считается, что имеется п видов нефтеокисляющих микроорганизмов, а нефть формально разбивается на т фракции, так, что каждый вид нефтеокисляющих микроорганизмов способен преимущественно разлагать одну из фракций нефти, т. Т.о. Эту модель мы называем обобщенной базовой математической моделью, и она может быть применено в тех же случаях, когда каждая фракция в разной степени подвержена биологическому разложению, и этим нельзя пренебречь, имеется возможность проанализировать фракционный состав нефти и имеется в наличии несколько видов нефтеокисляющих микроорганизмов, а поверхность нефтяного загрязнения может быть обработана биопрепаратом равномерно. Модель Д. Общая модель динамики нефтяного загрязнения в море с учетом конвективного переноса, диффузии, биологической деструкции, фракционности нефти и бактериального населения, а также пространственной неоднородности развития популяций. С математической точки зрения все модели вытекают из общей модели, однако ее исследование является достаточно сложным, а применение на практике проблематичным. Из проведенного выше анализа следует, что наличие системы иерархических моделей позволяет выяснить роль разных факторов в процессе биологической деструкции нефтяного загрязнении и удовлетворить все потребности практики. Иерархия моделей приведена на диаграмме 1. Рассматриваются достоинства и недостатки каждой модели, и обоснование введения каждой последующей модели. Даются математическая постановка, а также переход к безразмерному виду, алгоритмы решения поставленных задач приведение к конечноразностным уравнениям, реализация явной и неявной схем для каждой модели, а также использование метода последовательных приближений. Обосновывается применимость локальной теоремы о существованиии единственности решения и возможность использования асимптотических методов на примере базовой математической модели. Предлагается метод, расчета коэффициента насыщения и скорости отмирания микробного сообщества на основе имеющихся экспериментальных данных. Содержится описание программного комплекса Биодеструктор, разработанного для численных расчетов, визуализации и анализа результатов моделирования биологической деструкции нефти на поверхности моря. Показана структура программного комплекса. Рассмотрены его функциональные возможности. Глава 3 посвящена численному анализу предложенных в главе 2 математических моделей и выявлению основных закономерностей биологической деструкции.

Рекомендуемые диссертации данного раздела