Математическая модель процесса осаждения на дно многокомпонентной взвеси и изменения состава донных материалов

В работе рассмотрены 2D и 3D модели транспорта взвешенных частиц, учитывающие следующие факторы: движение водной среды; переменную плотность, зависящую от концентрации взвеси; многокомпонентность взвеси; изменение геометрии дна в результате осаждения взвеси. Аппроксимация трехмерного уравнения диффузии–конвекции выполнена на основе схем расщепления на двумерную и одномерную задачи. В работе используются дискретные аналоги операторов конвективного и диффузионного переносов в случае частичной заполненности расчетных ячеек. На основе функции заполненности описывается геометрия расчетной области. Использована схема, представляющая собой линейную комбинацию разностных схем «крест» и «кабаре» с весовыми коэффициентами, полученными в результате минимизации погрешности аппроксимации. Данная схема предназначена для решения задачи переноса примеси при больших сеточных числах Пекле. Приведены результаты численных экспериментов, из которых сделаны выводы о преимуществе 3D модели транспорта многокомпонентной взвеси по сравнению с 2D моделью. Выполнены численные эксперименты по моделированию процесса осаждения многокомпонентной взвеси, изучено его влияние на рельеф дна и изменение его состава.