ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ПРИ ЕКСТРЕМАЛЬНІЙ СИТУАЦІЇ НА ХЛОРОПЕРЕЛИВНІЙ СТАНЦІЇ

Анотація

Постановка проблеми. Розглядається задача прогнозування динаміки формування зон хімічного забруднення внаслідок аварійного викиду хлору на хлоропереливній станції. Поблизу цієї хлоропереливної станції розташовується крупне селище, тому у випадку виникнення екстремальної ситуації з’являється ризик токсичного ураження людей. З цієї точку зору розробка ефективних багатовимірних математичних моделей , що дозволяють виконати прогноз формування зон хімічного зараження має значну актуальність. Мета роботи. Розробка чисельної багатопараметричної моделі та комп’ютерної програми для прогнозування динаміки забруднення атмосферного повітря внаслідок аварійного витоку хлору на хлоропереливній станції. Методика. Для математичного моделювання процесу  розповсюдження хімічно небезпечної речовини використовується тривимірне рівняння масопереносу (рівняння Г. І. Марчука). Дане моделююче рівняння враховує різний напрям вітру, зміну з висотою вертикального коефіцієнту атмосферної дифузії, інтенсивність викиду хімічно небезпечної речовини, місце розташування джерела емісії. Для чисельного інтегрування тривимірного рівняння масопереносу використовуються кінцево-різницеві схеми розщеплення. Попередньо, для моделюючого рівняння масопереонсу здійснюється фізичне його розщеплення: розглядаються роздільно рівняння переносу за рахунок швидкості та за рахунок дифузії. Також окремий крок – зміна концентрації хімічно небезпечної речовини за рахунок дії джерела забруднення. Далі будується різницева схема розщеплення. На кожному кроці розщеплення значення концентрації хімічно небезпечної речовини  визначається за явної схемою. Наукова новизна. Запропонована чисельна модель, що дозволяє  розрахувати динаміку аварійного забруднення атмосферного повітря внаслідок викиду хімічно небезпечної речовини. Математична модель враховує  фізичні фактори, що істотно впливають на процес розповсюдження хімічно небезпечної речовини в атмосфері. Практична значущість. На базі розробленої моделі створений код, що дозволяє оперативно розраховувати процес аварійного забруднення атмосфери. Математична модель може буду використана при розробці плану ліквідації аварійної ситуації. Висновки. Розроблена математична модель та комп’ютерний код, що реалізує її, дозволяють досліджувати динаміку розповсюдження хімічно небезпечної речовини в атмосферному повітрі. Розроблена комп’ютерна програма може бути реалізована на комп’ютерах малої та середньої потужності. Представлені результати обчислювального експерименту.