Selection of boundary conditions for modeling the turbulent exchange processes within the atmospheric surface layer

 pdf (572K)  / Annotation

List of references:

  1. О. М. Белоцерковский. Численное моделирование в механике сплошных сред. — М: Физикоматематическая литература, 1994.
    • O. M. Belotserkovskiy. Numerical modelling in the continuum mechanics. — Moscow: Fiziko-matematicheskaya literatura, 1994. — in Russian. — MathSciNet: MR0788881.
  2. М. Г. Бояршинов, Д. С. Балабанов. Загрязнение атмосферного воздуха городского квартала отработанными газами стационарного источника // Математическое моделирование. — 2013. — Т. 26, № 4. — С. 97–109. — MathSciNet: MR3172955.
    • M. G. Boyarshynov, D. S. Balabanov. Air pollution of a city district with exhaust gases of a stationary source // Matematicheskoe modelirovanie. — 2013. — V. 26, no. 4. — P. 97–109. — in Russian. — Math-Net: Mi eng/mm3472.
  3. М. Г. Бояршинов, В. Д. Горемыкин. Пространственная модель взаимодействия воздушного потока с растительным массивом // Математическое моделирование. — 2004. — Т. 16, № 7. — С. 31–42.
    • M. G. Boyarshynov, V. D. Goremykin. The spatial model of interaction of air flow with forest plantation // Matematicheskoe modelirovanie. — 2004. — V. 16, no. 7. — P. 31–42. — in Russian. — Math-Net: Mi eng/mm253.
  4. А. С. Дубов, Л. П. Быкова, С. В. Марунич. Турбулентность в растительном покрове. — Л: Гидрометеоиздат, 1978.
    • A. S. Dubov, L. P. Bykova, S. V. Marunich. Turbulence in the vegetation cover. — Leningrad: Gidrometeoizdat, 1978. — in Russian. — MathSciNet: MR0556235.
  5. Т. Г. Елизарова. Математические модели и численные методы в динамике газа и жидкости. Лекции. — М: Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, 2005.
    • T. G. Elizarova. Mathematical models and numerical methods in gas and fluid dynamics. The lections. — Moscow: Faculty of Physics of Moscow State University, 2005. — in Russian.
  6. С. С. Зилитинкевич. Динамика пограничного слоя атмосферы. — Л: Гидрометеоиздат, 1970.
    • S. S. Zilitinkevich. Atmospheric boundary layer dinamics. — Leningrad: Gidrometeoizdat, 1970. — in Russian.
  7. Н. Н. Калиткин, П. В. Карякин. Численные методы. Книга 2. Методы математической физики. — М: Академия, 2013.
    • N. N. Kalitkin, P. V. Karyakin. Numerical methods. Book 2. The methods of mathematical physics. — Moscow: Akademia, 2013. — in Russian. — MathSciNet: MR0514844.
  8. Н. Т. Левашова, Ю. В. Мухартова, М. А. Давыдова, Н. Е. Шапкина, А. В. Ольчев. Применение теории контрастных структур для описания поля скорости ветра в пространственно-неоднородном растительном покрове // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика и астрономия. — 2015. — № 3. — С. 3–10.
    • N. T. Levashova, Yu. V. Mukhartova, M. A. Davydova, N. E. Shapkina, A. V. Olchev. The application of the theory of contrast structures for describing wind field in spatially heterogeneous vegetation cover // Moscow University Physics Bulletin. — 2015. — V. 70, no. 3. — P. 167–174. — DOI: 10.3103/S0027134915030054.
    • N. T. Levashova, Yu. V. Mukhartova, M. A. Davydova, N. E. Shapkina, A. V. Olchev. Primenenie teorii kontrastnykh struktur dlya opisaniya polya skorosti vetra v prostranstvenno-neodnorodnom rastitelnom pokrove // Vestnik Moskovskogo Universiteta. Fizika. — 2015. — no. 3. — P. 3–10. — in Russian.
  9. Ю. В. Мухартова, Н. Т. Левашова, А. В. Ольчев, Н. Е. Шапкина. Применение двумерной модели для описания турбулентного переноса CO2 в пространственно-неоднородном растительном покрове // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика и астрономия. — 2015. — № 1. — С. 15–22.
    • Yu. V. Mukhartova, N. T. Levashova, A. V. Olchev, N. E. Shapkina. Applicacion of a 2D model for describing the turbulent transfer of CO2 in a spatially heterogeneous vegetation cover // Moscow University Physics Bulletin. — 2015. — V. 70, no. 1. — P. 14–21. — DOI: 10.3103/S0027134915010087.
    • Yu. V. Mukhartova, N. T. Levashova, A. V. Olchev, N. E. Shapkina. Primenenie dvumernoy modeli dlya opisaniya turbulentnogo perenosa CO2 v prostranstvenno-neodnorodnom rastitelnom pokrove // Vestnik Moskovskogo Universiteta. Fizika. — 2015. — no. 1. — P. 15–22. — in Russian.
  10. А. В. Ольчев, Ю. В. Мухартова, Н. Т. Левашова, Е. М. Волкова, М. С. Рыжова, П. А. Мангура. Влияние пространственной неоднородности растительного покрова и рельефа на вертикальные потоки CO2 в приземном слое атмосферы // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. — 2017. — Т. 53, № 5. — С. 612–623.
    • A. V. Olchev, Yu. V. Mukhartova, N. T. Levashova, E. M. Volkova, M. S. Ryzhova, P. A. Mangura. The influence of the spatial heterogeneity of vegetation cover and surface topography on vertical CO2 fluxes within the atmospheric surface layer // Izvestiya — Atmospheric and Oceanic Physics. — 2017. — V. 53, no. 5. — P. 539–549. — DOI: 10.1134/S0001433817050103.
    • A. V. Olchev, Yu. V. Mukhartova, N. T. Levashova, E. M. Volkova, M. S. Ryzhova, P. A. Mangura. Vliyanie prostranstvennoy neodnorodnosti rastitelnogo pokrova i reliefa na vertikal’nye potoki CO2 v prizemnom sloe atmosfery // Izvestiya Rossiyskoy Akademii Nauk. Fizika atmosfery i okeana. — 2017. — V. 53, no. 5. — P. 612–623. — in Russian.
  11. А. А. Самарский. Теория разностных схем. — М: Наука, 1977.
    • A. A. Samarskiy. The theoty of finite-difference schemes. — Moscow: Nauka, 1977. — in Russian. — MathSciNet: MR0483271.
  12. D. D. Apsley, I. P. Castro. A limited-length-scale k–ε model for the neutral and stably-stratified atmospheric boundary layer // Boundary-Layer Meteorol. — 1997. — V. 83, no. 1. — P. 75–98. — DOI: 10.1023/A:1000252210512.
  13. H. Foudhil, Y. Brunet, J. P. Caltagirone. A fine-scale k–ε model for atmospheric flow over heterogeneous landscapes // Environ. Fluid Mech. — 2005. — V. 5, no. 3. — P. 247–265. — DOI: 10.1007/s10652-004-2124-x.
  14. J. R. Garratt. The atmospheric boundary layer. — Cambridge University press, 1992.
  15. U. Hogstrom. Review of some basic characteristics of the atmospheric surface layer // Boundary-Layer Meteorology. — 1996. — V. 78, no. 3-4. — P. 215–246. — DOI: 10.1007/BF00120937.
  16. P. G. Jarvis, G. B. James, J. J. Landsberg. Coniferous forest / Vegetation and the Atmosphere. — 1976. — V. 2. — P. 171–236. — J. L. Monteith.
  17. V. Mamkin, J. Kurbatova, V. Avilov, Yu. Mukhartova, A. Krupenko, D. Ivanov, N. Levashova, A. Olchev. Changes in net ecosystem exchange of CO2, latent and sensible heat fluxes in a recently clearcut spruce forest in western Russia: results from an experimental and modeling analysis // Environmental Research Letters. — 2016. — V. 11, no. 12. — P. 125012. — DOI: 10.1088/1748-9326/aa5189.
  18. J. L. Monteith, M. H. Unsworth. Principles of Environmental Physics. — London: Edward Arnold, 1990.
  19. A. Olchev, K. Radler, A. Sogachev, O. Panferov, G. Gravenhorst. Application of a three-dimensional model for assessing effects of small clear-cuttings on radiation and soil temperature // J. Ecol. Modell. — 2009. — V. 220, no. 21. — P. 3046–3056. — DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2009.02.004.
  20. M. R. Raupach. Simplified expressions for vegetation roughness length and zero-plane displacement as functions of canopy height and arae index // Boundary Layer Meteorology. — 1994. — V. 71, no. 1-2. — P. 211–216. — DOI: 10.1007/BF00709229.
  21. M. R. Raupach, A. S. Thom. Turbulence in and above plant canopies // Ann. Rev. Fluid Mech. — 1981. — V. 13. — P. 97–129. — DOI: 10.1146/annurev.fl.13.010181.000525.
  22. R. H. Shaw, A. R. Pereira. Aerodynamic roughness of a plant canopy: a numerical experiment // Agricultural Meteorology. — 1982. — V. 26. — P. 51–65. — DOI: 10.1016/0002-1571(82)90057-7.
  23. A. Sogachev, M. Kelly, M. Y. Leclerc. Consistent two-equation closure modelling for atmospheric research: buoyancy and vegetation implementations // Boundary-Layer Meteorol. — 2012. — V. 145, no. 2. — P. 307–327. — DOI: 10.1007/s10546-012-9726-5.
  24. A. Sogachev, M. Y. Leclerc, G. Zhang, U. Rannik, T. Vesala. CO2 fluxes near a forest edge: a numerical study // Ecological Applications. — 2008. — V. 18, no. 6. — P. 1454–1469. — DOI: 10.1890/06-1119.1.
  25. A. Sogachev, O. Panferov. Modification of two-equation models to accont for plant drag // Boundary-Layer Meteorol. — 2006. — V. 121, no. 2. — P. 229–266. — DOI: 10.1007/s10546-006-9073-5.
  26. D. C. Wilcox. Turbulence modeling for CFD. — La Canada, CA: DCW Industries, Inc, 1998.
  27. J. C. Wyngaard. Turbulence in the atmosphere. — Cambridge University press, 2010.

Indexed in Scopus

Full-text version of the journal is also available on the web site of the scientific electronic library eLIBRARY.RU

The journal is included in the Russian Science Citation Index

The journal is included in the RSCI

International Interdisciplinary Conference "Mathematics. Computing. Education"