ДОСЛІДЖЕННЯ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ РОЗВИТКУ ПРИРОДНИХ КАТАСТРОФ

Вікторія Пальона, Дмитро Кирийчук

Анотація


На території України можливе виникнення практично всього спектру небезпечних природних явищ
і процесів геологічного, гідрогеологічного, метеорологічного, а також медико-біологічного походження, які є дже-
релами природних катастроф – масштабних ендогенних і екзогенних процесів, що призводять до людських жертв,
великого екологічного і економічного збитків.
Тому актуальною науково-прикладною задачею є дослідження вже існуючих та розробка нових математичних
моделей розвитку природних катастроф.
В роботі проведено дослідження математичних моделей розвитку природних катастроф геологічного, медико-бі-
ологічного походження та математичних моделей розвитку пожеж в природних екологічних системах.
Встановлено, що класичною моделлю поширення медико-біологічних катастроф є модель SIR. В моделі роз-
глядається три групи індивідів: сприйнятливі до захворювання (Susceptible), інфіковані (Infected) і ті, що вже
перехворіли (Recovered). Математично така модель задається системою диференціальних (безперервний час)
або різницевих (дискретний час) рівнянь. Ці рівняння описують закон зміни чисельності груп індивідів протягом
певного часу. В роботі розглянуто також моделі, що є похідними від SIR. Подано інформацію про найбільш роз-
повсюджені з них.
Проведено дослідження математичних моделей, які дозволяють моделювати селеві, зсувні, обвальні процеси,
гірські паводки з різним ступенем достовірності. Наведено опис основних типів моделей селевих і схилових процесів.
Проведено аналіз робіт, присвячених методикам прогнозу виникнення і поширення природних пожеж та його
особливостям.


Ключові слова


математичне моделювання; медико-біологічна катастрофа; пожежі в природних екологічних системах

Повний текст:

PDF

Посилання


Liashenko, O., Kyryichuk, D., Krugla, N., & Lozhkin, R. (2019). Development of a decision support system for mitigation and elimination the consequences of natural disasters in Ukraine. In International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM (Vol. 19, pp. 825–832). International Multidisciplinary Scientific Geoconference. https://doi.org/10.5593/sgem2019/2.1/s08.107

Hryshyn A. M. (2001). Modeling and forecasting some natural and man-general disasters RDAMM–2001. Vol.6, P2, Special edition. 134–139.

Bondur V.H., Krapyvyn V.F., Potapov Y.Y., Soldatov V.Iu. (2012). Natural disasters and the environment. Environmental and natural resource issues. №1. 3–150.

Fylkov A.Y. (2014). Physical and mathematical modeling of the occurrence of natural fires. Tomsk: Publishing House of Tomsk State University, 276.

Buts Yu.V. (2013). Mathematical modeling of the recoverability of natural complexes after exposure to the pyrogenic factor. Geographical sciences.

№8(15). Vol. 2. 116–118.

Albini, F.A., Brown, J.K. (1996). Mathematical modeling and predicting wildland fire effects. Combust Explos Shock Waves 32, 520–533.

Shabunyn A.V. (2019). SIRS-model of the spread of infections with dynamic regulation of the population size: Investigation by the method

of probabilistic cellular automata. Proceedings of universities. PND. Vol 27. Issue 2. 5–20. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2019-

-2-5-20

Leonenko V.N. (2018). Mathematical epidemiology. Study guide. SPb: ITMO University. 38.

Kermack W., McKendrick A. (1991). Contributions to the mathematical theory of epidemics – I. Bulletin of Mathematical Biology. 53 (1–2). 33–55. doi:10.1007/BF02464423.

Kermack W., McKendrick A. (1991).Contributions to the mathematical theory of epidemics – II. The problem of endemicity. Bulletin of Mathematical Biology. 53 (1–2): 57–87. doi: 10.1007/BF02464424.

Kermack W., McKendrick A. (1991). Contributions to the mathematical theory of epidemics – III. Further studies of the problem of endemicity.

Bulletin of Mathematical Biology. 53 (1–2). 89–118. doi:10.1007/BF02464425.

Mykhailov V.O., Chernomorets S.S. (2011). Mathematical modeling of mudflows, avalanches and landslides. 131.

Trofymov A.M., Moskovkyn V.M. (1983). Mathematical modeling in slope geomorphology. Kazan: Kazan Publishing House University, 218.

Mykhailov V.O. (2010). Mathematical modeling of mudflows and glacial disasters. Materials of the International Youth Scientific Forum

"LOMONOSOV-2010». М. : МАKS Publising.

Kuleshov A.A., Mыshetskaia E.E., Yakush S.E. (2016). Simulation of the spread of forest fires based on a modified two-dimensional model. Mat.

Modeling. Vol/28. № 12. 20–32.

Rothermel R.C. (1972). A mathematical model for predicting fire spread in wildland fuels. Ogden: USDA, Forest Service Research Paper. Int115.

InterMountain forest and range experiment Station, 40.

Vdovenko M.S., Dorrer H.A. (2009). Simulation of forest fires using cluster computing systems. Conifers of the boreal zone. XXVI. № 2. 239–243.

Lasuta H.F., Homan P.N. (2019). Modeling the processes of occurrence and propagation of a forest ground fire with an assessment of the level of

heat load from the flame front. Bulletin of the University of Civil Protection of the Ministry of Emergencies of Belarus. Vol. 3. № 2. 138–154.




DOI: https://doi.org/10.35546/2313-0687.2020.27.108-116

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.