Параллельный алгоритм расчета поля приземной концентрации загрязняющей примеси в атмосфере

Abstract

Моделирование распространения загрязняющих примесей в атмосфере является одной из важнейших задач в экологических исследованиях и охране окружающей среды. Для исследования данного процесса широко используется уравнение адвекции-диффузии. Точность численного решения задач, сформулированных на основе уравнения адвекции-диффузии, во многом определяется способом аппроксимации членов, описывающих учитываемые эффекты, включая перенос, турбулентную диффузию, поглощение примеси, свойства частиц примеси, рельеф местности и т.д. В данной работе внимание сосредоточено на ряде вопросов, касающихся построения математической модели исследуемого процесса, разработки численного алгоритма решения задачи на основе разностной схемы Кранк-Николсона, повышения эффективности алгоритма за счет параллелизации вычислительных процедур, а также анализа точности и сходимости используемого численного метода, применительно к решению задачи распространения примеси в атмосфере.