Моделювання забруднення атмосфери у випадку надзвичайних ситуацій
Ключові слова:
забруднення атмосфери, числове моделювання, розсіювання домішкиАнотація
Постановка задачі. Внаслідок надзвичайних ситуацій техногенного характеру відбувається інтенсивне забруднення атмосфери. Прогнозування процесу розповсюдження забруднювача є важливим при прийнятті адекватних рішень під час локалізації зон забруднення та ліквідації наслідків аварійних ситуацій з хімічно небезпечними речовинами.
Аналіз проблеми дослідження. Аналіз сучасних методів прогнозування забруднення атмосфери після аварій з небезпечними речовинами показав наявність суттєвих недоліків, а саме: вони не враховують вплив будівель на процес переносу небезпечних речовин в атмосфері, параметри метеоситуації та потребують великих втрат часу на отримання результату прогнозування. Таким чином, постає необхідність у створенні чисельних моделей, що дозволяють комплексно врахувати перелічені вище чинники та швидко виконувати розрахунки.
Для практичного застосування вкрай важливо мати стійкі чисельні алгоритми, які дозволяли б розраховувати забруднення атмосфери для широкого кола аварійних ситуацій. Тому в даній роботі для прогнозу аварійного забруднення атмосфери застосовано неявну поперемінно-трикутну різницеву схему. Ця схема має особливість – вона є неявною за побудовою, але розрахунок значення концентрації здійснюється за явною схемою — метод «бегущего счета».
Мета дослідження. Метою дослідження є розробка нової ефективної 3D чисельної моделі для розрахунку розсіювання токсичних газів в атмосфері, яка враховує вплив будівель на процес переносу забруднювача в атмосфері, параметри метеоситуації, легка в користуванні та для отримання результату прогнозування потребує 10–15 секунд.
Висновки. Розроблено ефективну чисельну модель для моделювання тривимірного процесу забруднення атмосфери у разі надзвичайних ситуацій на базі гідродинамічної моделі потенціальної течії і тривимірного рівняння переносу домішки, які враховують вплив вітрового потоку на перенос забруднювача і хімічний розпад забруднюючої речовини.
Розроблену модель було використано для розрахунку зони ураження в селітебній зоні у випадку аварії з викидом токсичних газів поблизу залізничного мосту. Представлено результати розрахунків, що ілюструють ефективність розробленої 3D моделі прогнозування розсіювання забруднювача в атмосфері. На основі проведених розрахунків показано, що у випадку аварійної ситуації можливе швидке та небезпечне забруднення атмосфери в селітебній зоні.
Посилання
Antoshkina L. I. Otsenka ekologicheskogo riska pri avariyah s himicheski opasnyimi veschestvami / L. I. Antoshkina, N. N. Belyaev, E. Yu. Gunko. – D. : Nauka i obrazovanie, 2008. – 136 s.
Berlyand M. E. Sovremennyie problemyi atmosfernoy diffuzii i zagryazneniya atmosferyi / M. E. Berlyand. – L. : Gidrometeoizdat, 1975. – 448 s.
Bruyatskiy E. V. Teoriya atmosfernoy diffuzii radioaktivnyih vyibrosov / E. V. Bruyatskiy. –
K. : Institut gidromehaniki NAN Ukrainyi, 2000. – 443 s.
Gunko E. Yu. Modelirovanie zagryazneniya atmosferyi pri isparenii zhidkosti iz grunta / E. Yu. Gunko // Visnyk Dnipropetr. nats. un-tu zalizn. transp. im. akad. V. Lazaryana. – 2007. – № 19. – S. 35—39.
Gunko E. Yu. Otsenka riska toksichnogo porazheniya lyudey pri avariynom vyibrose himicheski opasnogo veschestva / E. Yu. Gunko // Visnyk Dnipropetr. nats. un-tu zalizn. transp. im. akad. V. Lazaryana. – 2008. – № 20. – S. 87—90.
Marchuk G. I. Matematicheskoe modelirovanie v probleme okruzhayuschey sredyi / G. I. Marchuk. – M. : Nauka, 1982. – 320 s.
Metodika prognozuvannya naslIdkIv vilivu (vikidu) nebezpechnih hImIchnih rechovin pri avarIyah na promislovih ob'еktah i transportі. – K. : 2001. – 33 s.
Samarskiy A. A. Teoriya raznostnyih shem / A. A. Samarskiy. – M. : Nauka, 1983. – 616 s.
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.
Hanna S. Hybrid Plume Dispersion Model (HPDM) Improvements and Testing / S. Hanna, J. Chang // College on Atmospheric Boundary Layer and Air Pollution Modelling: 16 May – 3 June 1994. − № SMR/760 – 4. P. 1491—1508.
Tirabashi T. Analytical Air Pollution Advection and Diffusion Models / T. Tirabashi // College on Atmospheric Boundary Layer and Air Pollution Modeling. – 16 May—3 June 1994. – № SMR / 760 – 9.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство роботи та передають журналу право першої публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право самостійно укладати додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження наукової роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу передбачає можливість розміщення авторами рукопису в мережі Інтернет (наприклад, у електронних сховищах інформації або на веб-сайтах), оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Договір про передачу авторського права
