arkhumsciАрктика XXI векArctic XXI century3034-73783034-7386Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосоваarkhumsci-5Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ СЕВЕРНЫХ ТЕРРИТОРИЙВОССТАНОВЛЕНИЕ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА НА ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТАRECOVERY OF BOUNDARY CONDITIONS FOR MODELING THE HEAT EXCHANGE ON THE SURFACE OF THE GROUNDПермяковПётр ФёдоровичPermyakovPetrpermyakov2005@mail.ruАфанасьеваТатьяна АлександровнаAfanasyevaTatyanatatyana_umka91@mail.ruВарламовСтепан ПрокопьевичVarlamovStepanvsp@mpi.ysn.ruСкрябинПавел НиколаевичSkryabinPavelvsp@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian Federation201915122021012735Copyright © Пермяков П.Ф., Афанасьева Т.А., Варламов С.П., Скрябин П.Н., 20212021Пермяков П.Ф., Афанасьева Т.А., Варламов С.П., Скрябин П.Н.Permyakov P., Afanasyeva T., Varlamov S., Skryabin P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.arcticjournal.ru/jour/article/view/5

Оценка термического состояния мерзлых грунтов в связи с изменением климата и техногенезем является актуальной задачей в геокриологии. Нарушения природных условий приводят к изменению геокриологических условий, угрожающих устойчивости инженерных сооружений. В данной статье рассматривается восстановление граничных условий теплообмена на поверхности грунта, где для численного моделирования процесса промерзания и протаивания мерзлых грунтов необходимы исходные данные, как начальные, так и граничные условия. Правильный выбор исходных данных теплообмена повышает достоверность вычислений. Осуществляется определение плотности теплового потока на естественных и оголенных экспериментальных площадках. В ходе численных исследований установлено, что процесс восстановления сильно зависит от высоты снежного покрова и температуры окружающей среды. Рекомендуется использовать предложенный алгоритм для определения плотности теплового потока при моделировании термического состояния мерзлых грунтов.

Evaluating the thermal state of frozen soils under climate change and technogenesis is an important task in geocryology. Disturbance to the natural environment lead to changes in geocryological conditions that threat the stability of engineering structures. In this paper, we consider the recovery of the boundary conditions for heat exchange on the surface of the ground, where numerical simulation of the process of freezing and thawing of frozen soils requires initial data, both initial and boundary conditions. The correct choice of the initial heat transfer data increases the reliability of the calculations. The heat flux density is determined on natural and bare experimental sites. In the course of numerical studies, it has been established that the recovery process is highly dependent on the height of the snow cover and the ambient temperature. It is recommended to use the proposed algorithm for determining the heat flux density in modeling the thermal state of frozen soils.

мерзлые грунтытемпература грунтовитерационный методобратная задачаграничные условиятепловой потокfrozen soilssoil temperatureiterative methodinverse problemboundary conditionsheat flowReferencesАлифанов, О.М., Артюхин, Е.А., Румянцев, С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1998. - 288 с.Алифанов, О.М., Артюхин, Е.А., Румянцев, С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1998. - 288 с.Алифанов, О.М., Будник, С.А., Ненарокомов, А.В., Нетелев, А.В. Диагностика теплового воздействия на лобовой экран спускаемого аппарата методом обратных задач // Труды шестой Российской национальной конференции по теплообмену. - М.: МЭИ, 2014. - С. 1280-1283.Алифанов, О.М., Будник, С.А., Ненарокомов, А.В., Нетелев, А.В. Диагностика теплового воздействия на лобовой экран спускаемого аппарата методом обратных задач // Труды шестой Российской национальной конференции по теплообмену. - М.: МЭИ, 2014. - С. 1280-1283.Павлов, А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР. - Якутск: Книжное изд-во, 1975. - 304 с.Павлов, А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР. - Якутск: Книжное изд-во, 1975. - 304 с.Павлов, А.В. Теплофизика ландшафтов. - Новосибирск: Наука, 1979. - 284 с.Павлов, А.В. Теплофизика ландшафтов. - Новосибирск: Наука, 1979. - 284 с.Павлов, А.В. Актуальные аспекты моделирования и прогноза термического состояния криолитозоны в условиях меняющегося климата / А.В. Павлов, Г.З. Перльштейн, Г.С. Типенко // Криосфера земли. - 2010. - Т. XIV, № 1. - С. 3-12.Павлов, А.В. Актуальные аспекты моделирования и прогноза термического состояния криолитозоны в условиях меняющегося климата / А.В. Павлов, Г.З. Перльштейн, Г.С. Типенко // Криосфера земли. - 2010. - Т. XIV, № 1. - С. 3-12.Пермяков, П.П. Численное моделирование термического состояния криолитозоны в условиях меняющегося климата / П.В. Пермяков, С.П. Варламов, П.Н. Скрябин, Ю.Б. Скачков // Наука и образование. - 2016. - № 2. - С. 43-48.Пермяков, П.П. Численное моделирование термического состояния криолитозоны в условиях меняющегося климата / П.В. Пермяков, С.П. Варламов, П.Н. Скрябин, Ю.Б. Скачков // Наука и образование. - 2016. - № 2. - С. 43-48.Самарский, А.А., Вабищевич, П.Н. Численные методы решения обратных задач математической физики. - М.: Изд-во ЛКИ, 2009. - 480 с.Самарский, А.А., Вабищевич, П.Н. Численные методы решения обратных задач математической физики. - М.: Изд-во ЛКИ, 2009. - 480 с.Hamidreza, Najafi. A filter based solution for inverse heat conduction problems in multi-layer mediums / Najafi Hamidreza, K.A. Woodbury, J.V. Beck // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2015. - Vol. 83. - P. 710-720.Hamidreza, Najafi. A filter based solution for inverse heat conduction problems in multi-layer mediums / Najafi Hamidreza, K.A. Woodbury, J.V. Beck // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2015. - Vol. 83. - P. 710-720.Woodbury K.A. Filter solution of inverse heat conduction problem using measured temperature history as remote boundary condition / K.A. Woodbury, J.V. Beck, Najafi Hamidreza // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2014. - Vol. 72. - P. 139 - 147.Woodbury K.A. Filter solution of inverse heat conduction problem using measured temperature history as remote boundary condition / K.A. Woodbury, J.V. Beck, Najafi Hamidreza // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2014. - Vol. 72. - P. 139 - 147.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.