ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА НА ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТА

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.

мерзлые грунты, температура грунтов, итерационный метод, обратная задача, граничные условия, тепловой поток, frozen soils, soil temperature, iterative method, inverse problem, boundary conditions, heat flow

1. Алифанов, О.М., Артюхин, Е.А., Румянцев, С.В. Экстремальные методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1998. - 288 с.

2. 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.

3. Павлов, А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и умеренных широтах территории СССР. - Якутск: Книжное изд-во, 1975. - 304 с.

4. Павлов, А.В. Теплофизика ландшафтов. - Новосибирск: Наука, 1979. - 284 с.

5. 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.

6. 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.

7. Самарский, А.А., Вабищевич, П.Н. Численные методы решения обратных задач математической физики. - М.: Изд-во ЛКИ, 2009. - 480 с.

8. 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.

9. 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.