№57-13
МАТЕМАТИЧНІ І ДИСКРЕТНІ МОДЕЛІ В ЗАДАЧАХ АВАРІЙНОГО ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ
М.М. Біляєв, І.В. Калашніков2, В.А. Козачина1, О.В. Берлов3
1Дніпровськийнаціональнийуніверситетзалізничноготранспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, Україна
2ХарківськевідділенняФіліалу«Проектно-вишукувальнийінститут залізничноготранспорту» акціонерного товариства«Українська залізниця», Харків, Україна
3Придніпровськадержавнаакадеміябудівництватаархітектури, Дніпро, Україна
coll.res.pap.nat.min.univ. 2019, 57:149-157
https://doi.org/10.33271/crpnmu/57.149
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета.Метою роботи є розробка математичної моделі для оцінки динаміки забруднення атмосферного повітря у разі нестаціонарної емісії хімічно небезпечної речовини на промисловому об'єкті.
Методика досліджень.Для вирішення поставленої задачі використано рівняння для потенціалу швидкості, на базі якого визначено поле швидкості повітряного потоку, і рівняння конвективно-дифузійного розсіювання хімічно небезпечного агента в атмосферному повітрі. Рівняння конвективно-дифузійного розсіювання домішки дозволяє враховувати поле швидкості вітрового потоку, атмосферну дифузію, інтенсивність викиду хімічно небезпечного агента. При чисельному інтегруванні рівняння для потенціалу швидкості використана локально-одномірна різницева схема. Невідоме значення для потенціалу швидкості на кожному кроці розщеплення визначається за методом біжучого рахунку. Для чисельного рішення рівняння конвективно-дифузійного розсіювання домішки використані дві схеми розщеплення. Особливістю застосовуваних схем є визначення невідомого значення концентрації хімічно небезпечної речовини методом біжучого рахунку.
Результати дослідження.На основі розроблених чисельних моделей створено спеціалізований пакет програм. Розроблений пакет програм застосований для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря в разі емісії хімічно небезпечної речовини на залізничній станції. Розроблені чисельні моделі можуть бути реалізовані на комп'ютерах малої і середньої потужності, що дозволяє широко використовувати їх для вирішення різноманітних завдань в області аварійного забруднення атмосферного повітря.
Наукова новизна. Розглянуто ефективні чисельні моделі для розрахунку зон хімічного зараження при емісії небезпечних речовин в атмосферу. Моделі можуть бути використані для вирішення завдань при розробці плану ліквідації аварійної ситуації на промисловому об'єкті або транспорті.
Практичне значення.Розроблені чисельні моделі можуть бути використані для оцінки ризику токсичного ураження людей на відкритій місцевості при аварійній емісії хімічно небезпечних речовин.
Ключові слова:хімічне забруднення атмосфери, аварійні ситуації, чисельне моделювання.
Перелік посилань
- Беляев, Н.Н., Гунько, Е.Ю., & Росточило, Н.В. (2014). Защита зданий от проникновения в них опасных веществ.Монография. Днепропетровск: Акцент ПП.
- Біляєв, М.М., Берлов, О.В., & Кириченко, П.С. (2017). Математичне моделювання в задачах промислової безпеки та охорони праці. Монографія. – Кривий Ріг : Вид.Р.А. Козлов.
- Марчук,Г.И. (1982). Математическое моделирование в проблеме окружающей среды.Москва: Наука.
- Згуровский, М.З., Скопецкий, В.В., Хрущ, В.К., & Беляев Н.Н. (1997). Численное моделирование распространения загрязнения в окружающей среде. Київ: Наук. думка.
- Anthony, M.B. (2009). Mathematical Modeling and Decision Analysis for Terrorism Defense. Assessing Chlorine Truck Attack Consequence and Countermeasure Cost Effectiveness. Ph.D. Department of Engineering and Public Policy, Carnegie Mellon University, Pittsburg, Pennsylvania.
- Biliaiev, M. M., & Kharytonov, M. M. (2011). Numerical Simulation of Indoor Air Pollution and Atmosphere Pollution for Regions Having Complex Topography. NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security, 87–91.