Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Компьютерное моделирование заторообразования с учётом экспериментальных данных на примере участка реки Иртыш"

Работа на тему: Компьютерное моделирование заторообразования с учётом экспериментальных данных на примере участка реки Иртыш
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра моделирования физических процессов и систем

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАТОРООБРАЗОВАНИЯ С УЧЁТОМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ НА ПРИМЕРЕ УЧАСТКА РЕКИ ИРТЫШ

03.03.02 Физика
Профиль Фундаментальная физика

Тюмень 2023

Содержание
Введение 3-4
Глава 1 5-21
Глава 2 22-45
Заключение… 46-48
Список литературы 49-53

Введение
В настоящее время глобальное изменение климата, особенно заметное в высоких и умеренных широтах, приводит к непредсказуемости геофизических процессов в Западной Сибири. В условиях интенсивного освоения Севера человеком, ключевыми становятся явления, зависящие от изменяющегося климата и оказывающие существенное влияние на окружающую среду и жизнедеятельность людей.
К числу таких явлений относится заторообразования на реках в период ледохода, образуемое большим скоплением льда в различных точках русла в которых присутствуют участки с максимальной толщиной льда (монолиты) и препятствующим дальнейшему переходу ледовых и водных масс, что в свою очередь является причиной подъёма воды в реке и следующим за этим затоплением близлежащих территорий. Наводнение приводит к угрозам инфраструктуре данных территорий и устоявшемуся укладу жизни проживающих на данной территории людей.
Цель: исследовать влияние заторов на поведение течения на исследуемом участке реки Иртыш.
Задачи:
• Создать 3-D модель участка русла реки Иртыш учитывая экспериментальные данные, наложив на неё распределение участков с максимальной толщиной льда (монолитов)
• Используя три модели турбулентного течения в программе COMSOL MultiPhysics (k – ?, k–?, v2-f) основанные на системе уравнений Навье Стокса, получить распределение скорости течения.
• Проанализировать распределение скорости течения в моделях и сравнить результаты моделей между собой.

Литература
1. Клавен А.Б., Копалиани З.Д. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и руслового процесса. СПб.: Нестор-История, 2011. 504 с.
2. Healy D., Hicks F. Experimental study of ice jam formation dynamics // Journ. of Cold Regions Engineering. 2006. V. 20. № 4. P. 117–139. doi: 10.1061/ (ASCE)0887-381X(2006)20:4(117).
3. Healy D., Hicks F. Experimental study of ice jam thickening under dynamic flow conditions // Journ. of Cold Regions Engineering. 2007. V. 21. № 3. P. 72–91. doi: 10.1061/(ASCE)0887-381X(2007)21:3(72). 4. Pahlavan H., Clark S., Wang M., Malenchak J. An experimental investigation of turbulent flow characteristics beneath an ice jam // 18th Workshop on the Hydraulics of Ice Covered Rivers. Quebec, Canada: CRIPE, 2015.
5. Shen H. Mathematical modeling of river ice processes // Cold Regions Science and Technology. 2010. V. 62. № 1. P. 3–13. doi: 10.1016/j.coldregions.2010.02.007.
6. Debolskaya E., Derbenev M., Maslikova O. Numerical modeling of ice jams // Hydrophysical Processes. 2004. V. 31. № 5. P. 533–539. doi: 10.1023/B:WARE.0000041917.09525.de.
7. Debolskaya E., Debolskii V., Maslikova O. Two-dimensional model of channel deformations caused by icejam formation // Power Technology and Engineering. 2009. V. 43. № 4. P. 218–222.
8. Wang J., Sui J., Chen P. Numerical simulations of ice accumulation under ice cover along a river bend // Intern. Journ. of Environmental Science & Technology. 2009. V. 6. № 1. P. 1–12. doi: 10.1007/BF03326055.
9. Wang J., Shi F., Chen P., Wu P., Sui J. Simulations of ice jam thickness distribution in the transverse direction // Journ. of Hydrodynamics. Ser. B. 2014.
V. 26. № 5. P. 762–769. doi: 10.1016/S1001-6058(14)60085-8.
10. She Y., Hicks F. Ice jam release wave modeling: considering the effects of ice in a receiving channel // 18th IAHR Intern. Symposium on Ice. Sapporo, Japan: IAHR, 2006. V. 28. P. 125–132.
11. Wang J., Sui J., Guo L., Karney B., Jupner R. Forecast of water level and ice jam thickness using the back propagation neural network and support vector ma chine methods // Intern. Journ. of Environmental Science & Technology. 2010. V. 7. № 2. P. 215–224. doi: 10.1007/BF03326131.
12. Luo D. Risk evaluation of ice–jam disasters using gray systems theory: the case of Ningxia–Inner Mongolia reaches of the Yellow River // Natural Hazards. 2014. V. 71. № 3. P. 1419–1431. doi: 10.1007/s11069-013-0952-z.
13. Mahabir C., Hicks F., Favek A. Transferability of a neuro–fuzzy river ice jam flood forecasting model // Cold Regions Science and Technology. 2007. V. 48. № 3. P. 188–201. doi: 10.1016/j.coldregions.2006.12.004.
14. Малыгин И.В. Методика прогноза образования ледовых заторов на реках на основе теории распознавания образов // Вестн. МГУ. Сер. 5. География. 2014. T. 3. C. 43–47.
15. Mahabir C. Regression and fuzzy logic based ice jam flood forecasting // Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2008. P. 307–325. doi: 10.1007/978-3540- 75136-6–16.
16. Шлычков В.А. Плановая динамико–стохастическая модель ледохода // Вычислительные технологии. 2008. Т. 13. № 2. C. 131–137.
17. Eliasson J., Grondal G. Development of a river ice jam by a combined heat loss and hydraulic model // Hydrology and Earth System Sciences. 2008. V. 12. № 6. P. 1249–1256. doi: 10.5194/hess-12-1249-2008.
18. Nolin S., Roubtsova V., Morse B., Quach T. Smoothed particle hydrodynamics hybrid model of ice–jam formation and release // Canadian Journ. of Civil Engineering. 2009. V. 36. № 7. P. 1133–1143. doi: 10.1139/L09-051.
19. Healy D., Hicks F. Comparison of ICEJAM and RIV JAM Ice Jam Profile Models // Journ. of Cold Regions Engineering. 1999. V. 13. № 4. P. 180–198. doi: 10.1061/(ASCE)0887-381X(1999)13:4(180).
20. Carson R., Beltaos S., Groeneveld J., Healy D., She Y., Malenchak J., Morris M., Saucet J.-P., Kolerski T., Shen H. Comparative testing of numerical models of river ice jams // Canadian Journ. of Civil Engineering. 2011. V. 38. № 2. P. 669–678. doi: 10.1139/l11-036.
21. Земцов В.А., Вершинин Д.А., Инишев Н.Г. Имитационное моделирование заторов (на примере р. Томь, Западная Сибирь) // Лёд и Снег. 2014. Т. 54. № 3. С. 59–68. doi: 10.15356/2076-6734-2014-3-59-68.
22. Beltaos S., Burrell B. Hydrotechnical advances in Canadian river ice science and engineering during the past 35 years // Canadian Journ. of Civil Engineering. 2015. V. 42. № 9. P. 583–591. doi: 10.1139/cjce-2014-0540.
23. Бузин В.А., Зиновьев А.Т. Ледовые процессы и явления на реках и водохранилищах. Методы математического моделирования и опыт их реализации для практических целей (обзор современного состояния проблемы). Барнаул: Пять плюс, 2009. 168 с.
24. Lagadec A., Boucher E., Germain D. Tree ring analysis of hydro–climatic thresholds that trigger ice jams on the Mistassini River, Quebec // Hydrological Processes. 2015. V. 29. № 23. P. 4880–4890. doi: 10.1002/ hyp.10537.
25. Beltaos S., Burrell B. Ice-jam model testing: Matapedia River case studies, 1994 and 1995 // Cold Regions Science and Technology. 2010. V. 60. № 1. P. 29–39. doi: 10.1016/j.coldregions.2009.05.014. 26. Вершинин Д.А., Татарников А.В., Орлов Е.И. Возможности прогнозирования возникновения ледовых заторов на основе компьютерных моделей русла // Вестн. Томского гос. Ун-та. 2011. № 352. С. 221–224.
27. Тарасов А.С., Вершинин Д.А. Определение локализации ледовых заторов на разветвлённом участке русла р. Томь с помощью компьютерного гидравлического моделирования // Вестн. Томского гос. унта. 2015. № 390. С. 218–224.
28. Beltaos S. Burrell B. Hydroclimatic aspects of ice jam flooding near Perth- Andover, New Brunswick // Canadian Journ. of Civil Engineering. 2015. V. 42. № 9. P. 686–695. doi: 10.1139/cjce-2014-0372.
29. Lever J., Daly S. Upstream effects of Cazenovia Creek ice-control structure // Journ. of Cold Regions Engineering. 2003. V. 17. № 1. P. 3–17. doi: 10.1061/ (ASCE)0887-381X(2003)17:1(3).
30. Sui J., Karney B., Fang D. Ice jams in a small river and the HEC-RAS modeling
// Journ. of Hydrodynamics. Ser. B. 2005. V. 17. № 2. P. 127–133.
31. Aaltonen J., Huokuna M. Flood mapping of river ice breakup jams in River Kyronjoki delta // 19th Workshop on the Hydraulics of Ice Covered Rivers. White horse, Yukon, Canada: CRIPE, 2017.
32. Shen H., Liu L. Shokotsu River ice jam formation // Cold Regions Science and Technology. 2003. V. 37. № 1. P. 35–49. doi: 10.1016/S0165-232X(03)00034-X.
33. She Y., Andrishak R., Hicks F., Morse B., Stander E., Krath C., Keller D., Abarca N., Nolin S., Tanekou F., Mahabir C. Athabasca River ice jam formation and release events in 2006 and 2007 // Cold Regions Science and Technology. 2009. V. 55. № 2. P. 249–261. doi: 10.1016/j.coldregions.2008.02.004.
34. Lindenschmidt K.-E. RIVICE – A Non-proprietary, open-source, one- dimensional river-ice model // Water. 2017. V. 9. № 5. P. 314–329. doi: 10.3390/ w9050314.
35. Morse B., Hicks F. Advances in river ice hydrology 1999–2003 // Hydrological Processes. 2005. V. 19. № 1. P. 247–263. doi: 10.1002/hyp.5768.
36. Debolskaya E. Numerical modeling of ice regime in rivers. UK, Oxford: UNESCO, Eolss Publishers, 2009. P. 137–165.
37. Hicks F. River Ice. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2008. P. 281– 305. doi: 10.1007/978-3540-75136-6_15
38. Бузин В.А. Заторы льда и заторные наводнения на реках. СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. 204 с.
39. J.J. Monaghan, «An introduction to SPH,» Computer Physics Communications, vol. 48, pp. 88–96, 1988.
40. Винников С.Д ., Викторова Н.В . Физика вод суши . Изд . 2 -е , испр . идоп . Учебник . - СПб .: и зд . РГГМУ , 2 0 0 9 . - 4 3 0 с .
41. Белов И.А. Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений: учеб. Пособие / Балт. гос. техн. ун-т. – СПб.,2001. – 108 с.
42. Фрик П. Г., Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1998.
43. F. Billard , J.C. Uribe and D. Laurence «A NEW FORMULATION OF THE ????2? ? ?? MODEL USING ELLIPTIC BLENDING AND ITS APPLICATION TO
HEAT TRANSFER PREDICTION». School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, the University of Manchester, Manchester M16 1QD, UK. EDF R&D, MFEE dpt. 6 quai Watier, 78400 CHATOU, FRANCE
44. Mazo A.B. Simulation of Turbulent Flows of Incompressible Fluid. Kazan, Kazan. Gos. Univ., 2007. 106 p. (In Russian
45. Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1990.