|
1-1(81) 2014 МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА
А.Г. Петрова, М.Н. Железняк , В.В. Янцен
Автомодельные режимы протаивания насыщенного мерзлого грунта при выпадении дождя
Работа посвящена исследованию одномерной автомодельной задачи теплового взаимодействия мерзлого насыщенного грунта и выпадающего на него дождя. Изучение влияния атмосферных осадков на промерзание и протаивание грунтов имеет большое значение как для северных территорий с зонами вечной мерзлоты, так и для сельского хозяйства на юге Западной Сибири. Формулируется математическая модель фазовых переходов в насыщенных мерзлых грунтах с учетом выпадающего дождя. Приводится автомодельная постановка задачи и строится ее решение. Исследуются режимы протаивания почвы, замерзания выпавшей воды и стационарного положения фазовой границы. Особенностью постановки задачи является возможность движения свободной границы как вниз (протаивание мерзлой почвы), так и вверх (замерзание выпавшей на мерзлую поверхность воды), а также ее стационарного положения, когда выпадающие осадки и мерзлый грунт находятся в тепловом равновесии. Это отличает нашу постановку от хорошо изученных автомодельных решений в различных задачах с фазовым переходом, в которых автомодельный фронт имеет уравнение s(t)=β√t с положительным параметром β.
DOI 10.14258/izvasu(2014)1.1-24
Ключевые слова: фазовый переход, насыщенные почвы, автомодельное решение, задача Стефана
Полный текст в формате PDF, 297Kb. Язык: Русский. ПЕТРОВА Анна Георгиевна
доктор физико-математических наук, декан факультета математики и информационных технологий Алтайского государственного университета (Барнаул, Россия) E-mail: annapetrova07@mail.ru
ЖЕЛЕЗНЯК Михаил Николаевич
доктор геолого-минералогических наук, директор Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук (Якутск, Россия) E-mail: fe@mpi.ysn.ru
ЯНЦЕН Владимир Валентинович
студент факультета математики и информационных технологий Алтайского государственного университета (Барнаул, Россия) E-mail: wowa_ne@mail.ru
|