Научная работа: темы и направления для студентов 3 курса МФТИ (2020 год)
Численное моделирование фильтрации и переноса загрязнений в подземных водах
Научный руководитель к.ф.-м.н. Капырин И.В., комната 629, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Работы направлены на создание вычислительных технологий оценки радиационной и экологической безопасности различных объектов с точки зрения потенциального загрязнения грунтовых вод. Актуальность тематики объясняется становлением новой системы обращения с радиоактивными отходами, предполагающей их обязательное окончательное безопасное захоронение. Также в настоящее время происходят коренные изменения в обращении с отходами производства и потребления, предполагающие реабилитацию загрязненных территорий и создание новых высокотехнологичных полигонов. Для решения этих задач разрабатываются математические модели соответствующих физических и химических процессов, а также численные методы, их реализующие.
Основным результатом на сегодняшний день стало создание расчетного кода GeRa, аттестованного в 2018 году для использования при обосновании безопасности объектов использования атомной энергии и применяемого рядом организаций атомной отрасли для решения практических задач. Код GeRa предназначен для моделирования процессов фильтрации и переноса загрязнений в подземных водах, использует современные методы дискретизации на неструктурированных трехмерных сетках и параллельные вычислительные алгоритмы.
Студентам в рамках данной тематики исследований предлагаются работы по созданию математических моделей и численных методов моделирования процессов подземной фильтрации и переноса загрязнений в подземных водах. Примеры: перенос со сложными химическими взаимодействиями, миграция примесей в коллоидной форме, тепловая и плотностная конвекция растворов, фильтрация и перенос в трещиновато-пористых средах. Работы сопряжены с решением практических задач для реальных объектов – пунктов захоронения радиоактивных отходов, загрязненных территорий, свалок ТБО.
Рис. Геомиграционные расчеты в коде GeRa
Рис. Моделирование выхода загрязнения из пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов с детальным учетом его конструкции