2021 г., Том 26, № 5, с.15-29

Разработана математическая модель селективного водозаборного процесса в узко-глубоком непризматическом водоеме при наличии в нем прямой непрерывной плотностной стратификации. Модель представляет контактную краевую задачу потенциального движения воды в указанном водоеме. Движение воды обусловлено забором воды через два окна, устроенных одно над другим на напорной грани водоема. Учтена непризматическая конфигурация водоема в плане и по вертикали. Непризматические конфигурации описаны экспоненциальными функциями. В результате аналитического решения поставленной контактной краевой задачи получена совокупность расчетных формул, которая с привлечением конечноразностного метода Рунге–Кутты и компьютерных вычислительных систем позволила построить линии тока, приходящие к верхней кромке нижнего водозаборного окна. Вычислительные эксперименты показали, что по мере увеличения скорости потока воды через верхнее окно указанные линии тока опускаются вниз. При этом становится возможным управлять водозаборным процессом через нижнее окно с тем расчетом, чтобы в нижнее окно вода поступала из нижних холодных слоев водоема, что часто бывает необходимо для нужд теплоотвода от тепловыделяющих устройств предприятий, в том числе тепловых и атомных электростанций.