Calculation of local contamination of atmosphere at an emergency in the depository of hard rocket fuel

M. M. Beliaiev, V. Bеliaieva, A. V. Berlov

Abstract


Purpose. Development of CWE (Computational Wind Engineering) of model for the forecast of pollution of the atmosphere when burning solid rocket fuel in the storage, not demanding big expenses of computer time and use of powerful personal computers when carrying out expected calculations. The pollution forecast on the basis of the developed model is carried out on the scale of «microscale».

Methodology. For numerical integration of the equations of Navier — Stokes implicit differential schemes are used. For numerical integration of the equation of transfer of impurity is used alternately — the triangular implicit differential scheme of splitting.

Findings. The offered model allows to calculate hydrodynamics of a wind stream taking into account its interaction with a gas stream — a product of burning of rocket fuel. The developed model was used for an assessment of efficiency of use of the partition placed on a shaft for local protection of the atmosphere from pollution at an emergency situation in storage.

Originality. The numerical model, allowing to consider essential factors, such as influence of buildings, a relief and the meteoconditions, influencing process of dispersion of polluting substances in the atmosphere, and formation of a zone of pollution at emergency situations of chemically dangerous substances connected with issue is created.

Practical value. The developed numerical model can be used in practice for expected calculations of possible zones of pollution at emergency situations on chemically dangerous objects, and also when developing PEA (the plan of elimination of an accident). 


Keywords


contamination of atmosphere; numeral modeling; emergencies

References


Avarii i katastrofyi. Preduprezhdenie i likvidatsiya posledstviy : ucheb. Posobie : v 6 kn. / Pod red. V. A. Kotlyarevskogo, A. V. Zabegaeva. – M. : Izd-vo ASV, 2001 – 2005.

Antoshkina L. I. Modelirovanie avariynyih situatsiy na promyishlennyih ob'ektah i bezopasnost zhiznedeyatelnosti / L. I. Antoshkina, N. N. Belyaev, L. F. Dolina, E. D. Korenyuk. – D. : Nova IdeologIya, 2011. – 123 s.

Belyaev N. N. Modelirovanie protsessa zagryazneniya atmosferyi pri gorenii tverdogo raketnogo topliva / N. N. Belyaev, A. V. Berlov // Visnik Dnipropetr. un-tu. SerIya «MehanIka». – D., 2013. – Vyip. 17

Belyaev N. N. Matematicheskoe modelirovanie progreva korpusa pervoy stupeni raketyi RS-22 pri initsiirovannom vozdeystvii / N. N. Belyaev, A. V. Berlov, A. I. Gubin // Zb. nauk. pr. NGU. – D. : Nats. GIrnich. un-t, 2012. – № 38. – S. 192—201.

Belyaev N. N. Chislennoe modelirovaniya zagryazneniya vozdushnoy sredyi na promploschadkah / N. N. Belyaev, E. Yu. Gunko, P. B. Mashihina, // Visnik Dnipropetr. nats. un-tu zalIznich. transp. Im. akad. V. Lazaryana. – Vyip. 16. – D., 2007. – S. 18—20.

Belyaev N. N. Matematicheskoe modelirovanie v zadachah ekologicheskoy bezopasnosti i monitoringa chrezvyichaynyih situatsiy : monografiya. / N. N. Belyaev, E. Yu. Gunko, P. B. Mashihina. – D. : Aktsent PP, 2013. – 159 s.

Bruyatskiy E. V. Teoriya atmosfernoy diffuzii radioaktivnyih vyibrosov / E. V. Bruyatskiy. – K. : In-t gidromehaniki NAN Ukrainyi, 2000. – 443 s.

Zgurovskiy M. Z. Chislennoe modelirovanie rasprostraneniya zagryazneniya v okruzhayuschey srede / M. Z. Zgurovskiy, V. V. Skopetskiy, V. K. Hrusch, N. N. Belyaev. – K. : Nauk. dumka, 1997. – 368 s.

Metodika prognozuvannya naslIdkIv vilivu (vikidu) nebezpechnih hImIchnih rechovin pri avarIyah na promislovih ob'Ektah i transportI. – K., 2001. – 33 s.

Marchuk G. I. Matematicheskoe modelirovanie v probleme okruzhayuschey sredyi / G. I. Marchuk. – M. : Nauka, 1982. – 320 c.

Samarskiy A. A. Teoriya raznostnyih shem / A. A. Samarskiy. – M. : Nauka, 1983. – 616 s.

Belyaev M. Air Pollution Modelling of Technogenic Catastrophes caused by Terrorist Attacks on Rail Transport of Chemical Substances. Simulation and Assessment of Chemical Processes in a Multiphase Environment. NATO Science for Peace and Security Series / Environmental Security, Springer, C., 2007. − pp. 327—336.

Biliaiev M. M., Kharytonov M. M. Numerical simulation of indoor air pollution and atmosphere pollution for regions having complex topography. Conference Abstracts of 31st NATO / SPS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and it’s Application, Torino, Italy, 2010. № P1.7.


GOST Style Citations


Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий : учеб. пособие : в 6 кн. / Под ред. В. А. Котляревского, А. В. Забегаева. – М. : Изд-во АСВ, 2001—2005.

 

Антошкина Л. И. Моделирование аварийных ситуаций на промышленных объектах и безопасность жизнедеятельности / Л. И. Антошкина, Н. Н. Беляев, Л. Ф. Долина, Е. Д. Коренюк. – Д. : Нова ідеологія, 2011. – 123 с.

 

Беляев Н. Н. Моделирование процесса загрязнения атмосферы при горении твердого ракетного топлива / Н. Н. Беляев, А. В. Берлов // Вісник Дніпропетр. ун-ту. Серія «Механіка». – Д., 2013. – Вып. 17. − Т. 1. – С. 179—184.

 

Беляев Н. Н. Математическое моделирование прогрева корпуса первой ступени ракеты РС-22 при инициированном воздействии / Н. Н. Беляев, А. В. Берлов, А. И. Губин // Зб. наук. пр. НГУ. – Д. : Нац. гірнич. ун-т, 2012. – № 38. – С. 192—201.

 

Беляев Н. Н. Численное моделирования загрязнения воздушной среды на промплощадках / Н. Н. Беляев, Е. Ю. Гунько, П. Б. Машихина, // Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізнич. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Вып. 16. – Д., 2007. – С. 18—20.

 

Беляев Н. Н. Математическое моделирование в задачах экологической безопасности и мониторинга чрезвычайных ситуаций : монография. / Н. Н. Беляев, Е. Ю. Гунько, П. Б. Машихина. – Д. : Акцент ПП, 2013. – 159 с.

 

Бруяцкий Е. В. Теория атмосферной диффузии радиоактивных выбросов / Е. В. Бруяцкий. – К. : Ин-т гидромеханики НАН Украины, 2000. – 443 с.

 

Згуровский М. З. Численное моделирование распространения загрязнения в окружающей среде / М. З. Згуровский, В. В. Скопецкий, В. К. Хрущ, Н. Н. Беляев. – К. : Наук. думка, 1997. – 368 с.

 

Методика прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах i транспорті. – К., 2001. – 33 с.

 

Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды / Г. И. Марчук. – М. : Наука, 1982. – 320 c.

 

Самарский А. А. Теория разностных схем / А. А. Самарский. – М. : Наука, 1983. – 616 с.

 

Belyaev M. Air Pollution Modelling of Technogenic Catastrophes caused by Terrorist Attacks on Rail Transport of Chemical Substances / M. Belyaev // Simulation and Assessment of Chemical Processes in a Multiphase Environment. NATO Science for Peace and Security Series. – C. : Environmental Security, Springer, 2007. – P. 327—336.

 

Biliaiev M. M. Numerical simulation of indoor air pollution and atmosphere pollution for regions having complex topography / M. M. Biliaiev, M. M. Kharytonov // Conference Abstracts of 31st NATO / SPS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and it’s Application. – Torino, Italy, 2010. – № P1.7.