RAE.RU
Энциклопедия
ИЗВЕСТНЫЕ УЧЕНЫЕ
FAMOUS SCIENTISTS
Биографические данные и фото 17332 выдающихся ученых и специалистов
Логин   Пароль  
Регистрация Забыли пароль?
 

Никитина Алла Валерьевна

Научная тема: « МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-НЕОДНОРОДНЫХ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В АЗОВСКОМ МОРЕ »

Научная биография   « Никитина Алла Валерьевна »

Членство в Российской Академии Естествознания

Специальность: 05.13.18

Год: 2014

Отрасль науки: Технические науки

Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
В области математического моделирования:

  • Усовершенствованные трехмерные непрерывная и дискретная модели биологической кинетики на примере моделей динамики вредоносного фитопланктона Sceletonema costatum, имеющего наибольшее значение в питании пелагических рыб, применительно к акватории Азовского моря на подробных расчетных сетках. Построенные пространственно-неоднородные трехмерные модели отличаются от известных тем, что они описывают процессы: структурообразование; эффект наружно-гормонального регулирования; движение водной среды; явление микротурбулентной диффузии; влияние неравномерных по пространству распределений биогенных веществ, температуры и солености.
  • Новые пространственно-неоднородные, трехмерные непрерывная и дискретная модели биологической кинетики на примере модели взаимодействия зеленого фитопланктона Chlorella vulgaris BIN и токсичного синезеленого Aphanizomenon flos-aquae, зоопланктона Bosmina longirostris, отличающиеся от известных учетом движения водной среды, турбулентного обмена, температуры, биогенов, солености, гравитационного оседания субстанций, межвидовой конкуренции, таксиса и др.
  • Качественно новые пространственно-неоднородные, двух- и трехмерные непрерывные и дискретные модели биологической кинетики на примере ихтиологических задач динамики промысловых рыб: судак - тюлька, планктон - пеленгас - детрит, отличающиеся от известных тем, что они учитывают: движение водной среды; диффузию; биогенный, температурный и кислородный режимы; явление таксиса; вылов и др.
  • Усовершенствованные трехмерные, пространственно-неоднородные непрерывная и дискретная модели эвтрофикации мелководного водоема, которые, в отличие от известных, учитывают гидрофизические, химические и гидродинамические процессы, сложную геометрию дна и береговой линии и др., позволяют описывать процессы аммонификации, нитрификации, нитратредукции (денитрификации), ассимиляции, окисления, сульфатредукции, окисления и восстановления марганца. С помощью разработанных моделей можно: изучать механизм условий формирования заморов в результате антропогенной эвтрофикации; прогнозировать изменения кислородного и биогенного режимов.
  • Достаточные условия единственности решения линеаризованной начально-краевой задачи для системы уравнений динамики вредоносного фитопланктона при отсутствии механизма наружно-гормонального регулирования, а также условия существования и единственности решения линеаризованной начально-краевой задачи для системы уравнений эвтрофикации мелководного водоема.

В области численных методов:

  • Необходимые и достаточные условия устойчивости (ограничения на шаг по времени), аппроксимации и сходимости для дискретных аналогов построенных моделей биологической кинетики: динамики вредоносного фитопланктона Sceletonema costatum; взаимодействия зеленого фитопланктона Chlorella vulgaris BIN и токсичного синезеленого Aphanizomenon flos-aquae, зоопланктона Bosmina longirostris; судак - тюлька, планктон - пеленгас - детрит; с использованием различных методов: принципа максимума, метода гармоник, а также энергетического метода.
  • Оптимизированные численные методы решения сеточных задач гидробиологии мелководного водоема, в том числе метод минимальных поправок (ММП), позволяющий сократить объем вычислительной работы по сравнению с известными вариантами метода, до 40%.
  • Методы решения поставленных гидробиологических задач, более экономичные, по сравнению с известными, на основе расщепления по физическим процессам и по координатам с использованием локально-одномерных схем (ЛОС) и экономичных, в смысле суммарных временных затрат на многопроцессорной вычислительной системе (МВС), локально-двумерных схем (ЛДС).
  • Принципы функционирования и структура исследовательско-прогнозного комплекса (ИПК), состоящего из блоков управления и администрирования, баз океанологических и метеорологических данных, системы интерфейсов, двухуровневого комплекса программ решения сеточных задач гидробиологии, систем ввода - вывода и визуализации.

В области создания комплексов программ:

  • Параллельные алгоритмы решения задач гидробиологии моря, позволяющие уменьшить время решения задач в десятки раз, в, частности, при числе процессоров p , 32 £ p £128, МВС в 20 - 60 раз, в зависимости от используемой сетки и решаемой задачи, по сравнению с последовательными алгоритмами, реализующими методы вариационного типа.
  • Комплекс программ, отличающийся от известных тем, что для моделирования гидробиологических процессов в мелководном водоеме используются новые и усовершенствованные модели. Разработанный комплекс позволяет совместно моделировать гидробиологические процессы динамики фито- и зоопланктона, а также промысловых рыб с помощью созданной базы данных, содержащей актуальную информацию о планктоне, гидрохимических, гидрофизических и ихтиологических показателях Азовского моря на основе многолетних экспедиционных исследований.
  • Программная реализация математической модели биологической кинетики на примере задачи динамики вредоносной водоросли на многопроцессорной вычислительной системе с распределенной памятью. Теоретические и практические расчеты ускорения и эффективности параллельных алгоритмов.
  • Программная реализация математической модели распространения загрязняющей примеси и эвтрофикации вод Азовского моря с помощью пакета OpenFOAM с целью проверки полученных результатов.
  • Исследовательско-прогнозный комплекс (ИПК) по Азовскому морю, объединяющий разработанный комплекс программ и многолетнюю базу экспедиционных данных, позволяющий проверить ряд гидрологических и биологических гипотез о ключевых механизмах формирования вертикальной и горизонтальной зональностей в распределении концентраций биогенных веществ, кислорода, популяций планктона и рыб, указать параметры управления объемом сероводородной и гипоксинной зон.

Список опубликованных работ

1. Никитина А.В., Пескова О.Ю. Разработка пространственных моделей биологических процессов // Известия ТРТУ.– 1999. – № 2(12). – С. 203-207.

2. Гончарова М.В., Лященко Т.В., Никитина А.В. Трехмерное моделирование гидротермодинамических процессов в Таганрогском заливе // Известия ТРТУ. –1999. – №4(14). – С. 170-174.

3. Камышникова Т.В., Никитина А.В., Сухинов А.И. Построение математической модели распространения загрязняющих веществ от автотранспорта в условиях городской застройки // Известия ТРТУ.–№4(14). – 1999. – С. 80-85.

4. Сухинов А.И., Никитина А.В. Об исследовании условий единственности решений для системы уравнений динамики фитопланктона // Известия ТРТУ. – 2000. – № 1 (15). – С. 204 - 208.

5. Никитина А.В. Исследование устойчивости линеаризованной задачи динамики фитопланктона // Известия ТРТУ. – 2001. – №1.– С. 217.

6. Сухинов А.И., Никитина А.В., Пескова О.Ю. Математическое моделирование процессов распространения загрязнений и эволюции фитопланктона применительно к акватории Таганрогского залива // Известия ТРТУ. – 2001. – №2(20). – С. 32 - 36.

7. Никитина А.В. Математическое моделирование пространственно-неоднородной задачи биологической кинетики применительно к акватории Таганрогского залива // Известия ТРТУ. – 2003. №1 (30). – С. 174.

8. Никитина А.В. Исследование устойчивости моделей биологической кинетики с помощью принципа максимума и метода гармоник // Известия ТРТУ. – 2004. – №8(43).– С. 296.

9. Никитина А.В. Исследование моделей биологической кинетики // Известия ТРТУ. – 2005. – №9(53).– С. 213.

10. Никитина А.В., Камышникова Т.В. Исследование влияния температуры и солености на продуктивность фитопланктона // Известия ТРТУ. – 2006. – №9(64).– С. 160.

11. Камышникова Т.В., Никитина А.В. Математическое моделирование расчета ветровых течений и переноса загрязняющих веществ от автотранспорта в условиях городской застройки // Известия ТРТУ. – 2006. – №9(64).– С. 161.

12. Никитина А.В., Долгой В.Е. Построение пространственно-неоднородных математических моделей в Таганрогском заливе // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. – №1 (78). – С. 177.

13. Никитина А.В. Моделирование динамики численности рыбных популяций в акватории Таганрогского залива // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. № 7(96). – С. 169 - 173.

14. Никитина А.В. Модели таксиса, стабилизирующие экологическую систему Таганрогского залива // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 7 (96). – С.173-177.

15. Никитина А.В. Модели биологической кинетики, стабилизирующие экологическую систему Таганрогского залива // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – №8 (97). – С.130-134.

16. Никитина А.В. Численное решение задачи динамики токсичных водорослей в Таганрогском заливе // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – № 6 (107). –С.113-116.

17. Никитина А.В., Третьякова М.В. Моделирование процесса альголизации мелководного водоема путем вселения в него штамма зеленой водоросли Chlorella vulgaris bin // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 1. – С. 128-133.

18. Никитина А.В., Лозовская К.А. Численное моделирование процессов взаимодействия планктона и популяции промысловой рыбы пеленгас // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 8. – С. 98-103.

19. Сухинов А.И., Никитина А.В. Математическое моделирование и экспедиционные исследования качества вод в Азовском море // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 8. – С. 62 - 73.

20. Никитина А. В., Семенов И. С. Параллельная реализация модели динамики токсичной водоросли в Азовском море с применением многопоточности в операционной системе Windows // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – №1. – С. 130-135.

21. Никитина А.В., Чистяков А.Е., Фоменко Н.А. Применение адаптивного модифицированного попеременно-треугольного итерационного метода для численной реализации двумерной математической модели движения водной среды // Инженерный вестник Дона. – 2012. – Т.20, №2, – С. 335 - 339.

22. Никитина А.В., Камышникова Т.В., Семенов И.С. Расщепление по физическим процессам для расчета задач биологической кинетики в трехмерных областях сложной формы // Известия ЮФУ. Технические науки. – № 4. – 2013. – С.223 - 235.

23. Сухинов А.И., Никитина А.В., Семенов И.С. Реализация параллельных алгоритмов решения модельной задачи биологической кинетики в Азовском море // Известия ЮФУ. Технические науки. – № 4. – 2013. – С.132 - 140.

24. Никитина А.В., Семенов И.С. Моделирование процессов эвтрофикации мелководного водоема // Известия ЮФУ. Технические науки. – № 4. – 2013. – С.37- 44.

25. Сухинов А.И., Никитина А.В., Чистяков А.Е. Моделирование сценария биологической реабилитации Азовского моря // Математическое моделирование. – Т. 24. №9. –2012. –С. 3-21.

26. Никитина А.В., Семенов И.С. Численная реализация методов решения задач биологической кинетики в Азовском море // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 1(150). – С. 138-143.

27. Сухинов А.И., Никитина А.В., Чистяков А.Е., Семенов И.С. Математическое моделирование условий формирования заморов в мелководных водоемах на многопроцессорной вычислительной системе // Вычислительные методы и программирование. – Т.14. – 2013. – C. 103-112.

Свидетельства об официальной регистрации программ:

28. Сухинов А.И., Никитина А.В., Чистяков А.Е., Царевский В.В., Фоменко Н.А. Программный комплекс решения сеточных уравнений для трехмерных задач диффузии – конвекции – реакции итерационными методами. Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ: № 2012614680 от 25.05.2012.

29. Никитина А.В., Чистяков А.Е, Семенов И.С. Расчет распространения токсичной водоросли в Азовском море на вычислительной системе с использованием многопоточности в среде Windows. Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ: № 2012614681 от 25.05.2012.

30. Сухинов А.И., Никитина А.В, Семенов И.С. Расчет для модели взаимодействующих фитопланктонных популяций в Азовском море на вычислительной системе с использованием базы экспедиционных данных. Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ: № 2012614678 от 25.05.2012.

31. Сухинов А.И., Никитина А.В, Семенов И.С. Расчет для модели взаимодействия планктона и промысловых рыб в мелководном водоеме на вычислительной системе с использованием библиотеки программ эффективного решения сеточных уравнений. Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ: № 2012614677 от 25.05.2012.