Комп'ютерна модель розрахунку локального забруднення атмосфери при аварійному викиді небезпечної речовини

Автор(и)

  • M. M. Biliaiev Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Україна
  • O. V. Berlov Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, Україна
  • Z. N. Yakubovskaia Український державний хіміко-технологічний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15802/ecsrt2014/51400

Ключові слова:

забруднення атмосфери, чисельне моделювання, надзвичайні ситуації

Анотація

На території Павлоградського хімічного заводу знаходяться сховища з твердим ракетним пальним міжконтинентальної балістичної ракети РС-22. Ці об’єкти являють собою потенційне джерело інтенсивного забруднення навколишнього середовища при виникненні надзвичайної ситуації, теракту в даних сховищах. Робота присвячена дослідженню рівня забруднення атмосфери поблизу сховища твердого ракетного пального у випадку надзвичайної ситуації, в результаті якої може відбутися загоряння цього пального. Як відомо, продукти горіння твердого ракетного пального містять велику кількість небезпечних речовин. Метою даної роботи є розробка CFD моделі для прогнозу забруднення атмосфери при горінні твердого ракетного палива в сховищі. Прогнозування забруднення атмосферного повітря здійснюється в масштабі microscale. Для розрахунку поля вітрового потоку з урахуванням взаємодії його з будівлею сховища та з захисним валом використовуються рівняння Нав’є-Стокса. В роботі використовуються рівняння Нав’є-Стокса, які записані в змінних «вихор-функція току». Розрахунок концентрації небезпечної речовини здійснюється за допомогою рівняння переносу домішок. Для чисельного інтегрування рівняння моделі використовується прямокутна різницева сітка. Інтегрування рівнянь Нав’є-Стокса проводиться за допомогою неявних різницевих схем. Для чисельного інтегрування рівняння переносу домішок використовується неявна поперемінно-трикутна різницева схема. На основі розробленої чисельної моделі створений пакет прикладних програм. Пакет використано для аналізу рівня забруднення атмосферного повітря поблизу сховища твердого ракетного пального для ситуації, коли викид продуктів горіння пального відбувається безпосередньо зі сховища. Наведено результати порівняння розрахунків по розробленій моделі з даними фізичного експерименту.

Біографії авторів

M. M. Biliaiev, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Біляєв Микола Миколайович

Зав. каф. «Гідравліка та водопостачання», д. т. н., професор

O. V. Berlov, Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара

Берлов О. В.

Кафедра «Аерогідромеханіка та енергомасоперенос», інженер

Z. N. Yakubovskaia, Український державний хіміко-технологічний університет

Якубовська Зінаїда Миколаївна

Кафедра фізики, к.т.н., доцент

Посилання

Антошкина, Л. И. Моделирование аварийных ситуаций на промышленных объектах и безопасность жизнедеятельности [Текст]/ 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 [Текст]/ Н. Н. Беляев, А. В. Берлов // Вісник Дніпропетр. ун-ту. Серія «Механіка». – Д., 2013. – Вип. 17, т. 1. – С. 179 – 184.

Беляев, Н. Н. Математическое моделирование прогрева корпуса первой ступени ракеты РС-22 при инициированном воздействии [Текст]/ Н. Н. Беляев, А. В. Берлов, А. И. Губин // Збірник наукових праць НГУ. – Д. : Національний гірничий університет, 2012. – № 38. – С.192 – 201.

Беляев Н. Н. Численное моделирования загрязнения воздушной среды на промплощадках [Текст]/ Н. Н. Беляев, Е. Ю. Гунько, П. Б. Машихина // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. – Вип. 16. – Д., 2007. – С. 18 – 20.

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

Бруяцкий, Е. В. Теория атмосферной диффузии радиоактивных выбросов [Текст]/ Е. В. Бруяцкий. – К.: Институт гидромеханики НАН Украины, 2000. – 443 с.

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

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

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

Самарский, А. А. Теория разностных схем [Текст]/ 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 [Text]/ 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 [Text]/ 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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-10-11

Як цитувати

Biliaiev, M. M., Berlov, O. V., & Yakubovskaia, Z. N. (2015). Комп’ютерна модель розрахунку локального забруднення атмосфери при аварійному викиді небезпечної речовини. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, (7). https://doi.org/10.15802/ecsrt2014/51400

Номер

№ 7 (2014)

Розділ

БЕЗПЕКА НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра 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 укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).