Теплофизические и био-теплофизические особенности процесса формирования ледово-термического режима озер

• Автор: Шишкаев, Станислав Михайлович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 288 с. : ил.

м.-У.9-

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт озероведения
Теплофизические и био - теплофизические особенности процесса формирования ледово - термического режима озер
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико - математических наук
Специальность
Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

УДК 556.555.4:574.5 На правах рукописи
Шишкаев Станислав Михайлович
1997г.

Введение Глава I. 1.1. 1.2.
1.3.
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
1.4.
1.4.1.
1.4.2.
Оглавление.
. (Задачи, метод исследования, некоторые
результаты)
Теплофизика большого глубокого озера
(на примере озера Севан)
О проблеме озера Севан и возможном пути ее
решения
Методические подходы к практическому расчету
термического режима водоемов
Расчет годового хода коэффициента эффективной температуропроводности (турбулентного обмена)
в Большом Севане
Об исходных данных к числовому расчету
Методика определения коэффициента эффективной
температуропроводности водной массы
Математическая постановка задачи
Расчет коэффициента эффективной температуропроводности для периода осенне-зимнего охлаждения
Большого Севана
Расчет коэффициента эффективной температуропроводности для периода весенне-летнего нагревания
Большого Севана
Теплофизика замерзания большого глубокого озера,.,54 Исходные данные к расчету замерзания Большого
Севана
Результаты расчета ледово-термического режима
Севан и их обсуждение

1.4.3. Влияние уровня воды в озере Севан на его замерзание
1.5. Расчет критических условий замерзания глубокого озера (на примере озера Севан)
Глава П. Теплофизика (биологически инертного) слоя донных отложений большого мелководного озера
2*1. О соотношении между экспериментальным и расчетным подходами к определению теплофизических характеристик грунта
2.2. Обоснование, математическая формулировка, аналитическое решение теплофизической модели (биологически инертного) слоя грунта
2.3. Расчет обратной и прямой задач
2.4. Обсуждение результатов расчета и особенностей

тешюпереноса в донных отложениях.
Глава Ш. Теплофизика большого мелководного озера
(на примере озера Кубанского)
3.1. Методический подход к исследованию
3.2. Формулировка сопряженной теплофазичеекой модели и ее аналитическое решение
3.3. Исходные данные к числовому расчету замерзания
озера Кубенского
Результаты предварительного анализа
3.4. Анализ результатов расчета сопряженной теплофизической модели применительно к исследованию ледово-термического режима большого мелководного озера
3.4.1. Влияние уровня внешней теплоотдачи на время
замерзания водоема
Используемый здесь математический подход к анализу тер-мики озера, при которой температурный режим в .движущейся среде описывается с помощью одного только дифференциального уравнения теплопроводности с соответствующими начальным и граничными условиями, предполагает предварительное определение величины, называемой здесь коэффициентом эффективной температуропроводности или коэффициентом турбулентного обмена.
Этой величиной заменяется коэффициент молекулярной теплопроводности, входяпшй в дифференциальное уравнение теплопроводности.
Разработаны различные метода расчета коэффициента эффективной температуропроводности, достаточно подробный обзор которых можно найти, например, в работах / 52, 85. Суть всех известных методов заключается в нахождении такого значения этой величины, которое после подстановки в исходное дифференциальное уравнение теплопроводности, позволяло бы удовлетворительно описывать профиль ооредненных (за сутки, декада или месяц) температур в водной массе за рассматриваемый интервал времени. Определенное таким образом значение коэффициента температуропроводности имеет в большей или меньшей степени (в зависимости от адекватности математической модели реальному процессу и от метода расчета) смысл эффективного коэффициента обмена, т.е. суммарного по воем возможным механизмам тепло-массообмена, приводящим к изменению профиля температуры в водной массе озера. Некоторым недостатком изложенного математического подхода, связанного о использованием эффективного коэффициента обмена является то, что оценить влияние каждого из механизмов (ветрового перемешивания, конвекции, адвекции и других) в отдельности, на формирование профиля температуры в водной массе не представляется возможным.