Успешно завершена работа по гранту РНФ №23-71-01050 "Разработка программного комплекса для моделирования и анализа объемной активности радона как предвестника сильных землетрясений Камчатки"

Автор проекта: научный сотрудник лаборатории электромагнитных излучений ИКИР ДВО РАН, к.ф.-м.н. Твёрдый Дмитрий Александрович.

При выполнении проекта были получены следующие научные результаты:

• разработаны новые математические модели на основе дробных производных, учитывающие эффекты памяти;
• разработана обобщённая эредитарная α(t)-модель объёмной активности радона (ОАР) с использованием методов обратных задач;
• созданы эффективные вычислительные алгоритмы, включая гибридные CPU-GPU реализации, что ускоряет расчёты;
• создан программный комплекс FEVO v1.0, включающий последовательные и параллельные алгоритмы для решения прямых и обратных задач;
• проведена апробация модели на данных с Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона и других регионов;
• даны оценки плотности потока радона на основе результатов решения обратной задачи для эредитарной модели ОАР;
• проведена верификация и апробация моделей на реальных данных ОАР, что позволило подтвердить гипотезу о связи α - порядка дробной производной с проницаемостью геосреды;
• подготовлена монография и зарегистрировано свидетельство № 2025618931 на программу для ЭВМ;
• опубликованы статьи в высокорейтинговых журналах (БС1, Scopus, ВАК) и представлено большое количество докладов на научных конференциях.

Результаты проекта:

• внесут вклад в развитие математического моделирования динамических процессов с наследственными свойствами;
• способствуют укреплению научно-технологического потенциала РФ в области прогнозирования природных катастроф;
• имеют значительный потенциал для применения в экономической и социальной сферах.

Методология моделирования с учётом эффектов памяти (эредитарности) может быть адаптирована для изучения других динамических процессов, что сделает её востребованной в широком классе геофизических исследований

Программный комплекс уже внедрен в работу ИКИР ДВО РАН, и планируется его внедрение в Камчатском филиале Единой геофизической службы РАН. Поскольку разработанный программный комплекс позволяет анализировать аномалии ОАР, то он может использоваться в системах мониторинга сейсмической активности как один из инструментов для прогнозирования землетрясений.

Полученные результаты имеют важное научное и прикладное значение, способствуют развитию методов математического моделирования и могут быть использованы для решения актуальных задач в геофизике, сейсмологии и экологии.