Стохастическое прогнозирование состояния грунтов под объектами, построенными на вечной мерзлоте

Об авторах:

Аникин Геннадий Владимирович, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт криосферы Земли, Тюменский научный центр Сибирского отделения РАН; anikin@ikz.ru

Вакулин Александр Александрович, инженер, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; glock100@gmail.com

Спасенникова Клавдия Анатольевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт криосферы Земли, Тюменский научный центр Сибирского отделения РАН; kspasennikova@gmail.com

Плотников Сергей Николаевич, ведущий инженер Института криосферы Земли СО РАН (г. Тюмень)

Аннотация:

В работе проводится расчет состояния грунтов под резервуаром с нефтью, расположенном на Варандейском нефтяном месторождении, охлаждаемом слабонаклонными термостабилизаторами производства ОАО «Фундаментпроект». Рассматриваются 47 вариантов развития событий на протяжении восьми лет, каждый из которых генерируется с помощью метода Монте-Карло на основании распределений метеорологических характеристик (скорости ветра и температуры окружающего воздуха), полученных путем усреднения архивных данных метеостанции Варандей. Для каждого варианта развития ситуации в будущем были вычислены температурные поля в расчетной области под резервуаром с нефтью. Показывается, что разброс по температурам грунта для различных вариантов значителен, что ставит под сомнение обычный одновариантный прогноз, используемый для расчетов при проектировании и строительстве в условиях вечной мерзлоты. В связи с этим в работе предлагается метод стохастического прогнозирования, позволяющий выявлять наихудший вариант развития событий, который и должен рассматриваться при проектировании.

Список литературы:

1. Дубина М.М. Прогноз и управление термомеханическим состоянием системы «сооружение-среда» в криолитозоне. В кн.: «Криосфера нефтегазоносных провинций». Институт проблем освоения Севера СО РАН. Тюмень, 2004, C. 56-57.

2. Вакулин А.А. Основы геокриологии. Тюмень, 2011. 220 с.

3. Андреев М.А., Миронов И.А., Терентьев А.В. Устройство оснований и фундаментов нефтяных резервуаров в сложных условиях Заполярья. Промышленное и гражданское строительство. 2006. №9. С. 35-36.

4. Аникин Г.В., Плотников С.Н., Вакулин А.А., Спасенникова К.А. Расчет стабилизации температуры основания под резервуаром с нефтью // Вестник Тюменского государственного университета. 2009. №6. Серия «Физико-математические науки. Информатика». С. 35-45.

5. Самарский А.А, Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: Едиториал УРСС, 2003. 784 с.

6. Королюк В.С., Портенко Н.И., Скороход А.В. и др. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М.: Наука, 1985. 640 с.

7. Ермаков С.М. Метод Монте-Карло в вычислительной математике. С-Пб.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. 192 с.

8. Корнеев В.Г. Параллельное программирование в MPI. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2002. 215 с.

9. Долгих Г.М., Окунев С.Н., Поденко Л.С., Феклистов В.Н. Надежность, эффективность и управляемость систем температурной стабилизации вечномерзлых грунтов оснований зданий и сооружений. Мат-лы международ. конф. «Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения». Тюмень, 2008. С. 34-39.

10. Аникин Г.В., Плотников С.Н., Спасенникова К.А. Компьютерное моделирование тепломассопереноса в системах горизонтального охлаждения грунтов // Криосфера Земли, 2011. Т. 15. №1, С. 33-39.