О ресторане Фото


   

Контакты

Распространение примеси в атмосфере

Специфика задач по краткосрочному (порядка нескольких часов) прогнозу распространения примеси в атмосфере такова, что линейный масштаб переноса вдоль направления среднего ветра значительно больше, чем поперечный и вертикальный масштабы. В связи с последним, введем одномерное разделение расчетной области вдоль направления среднего (за рассматриваемый период времени) ветра. Каждому процессору ставится в соответствие расчетная подобласть ППр. В каждой такой подобласти решение системы линейных алгебраических уравнений осуществляется параллельно. Детальное описание параллельного численного алгоритма приведено в работе.

Примеры расчетов. Приведем результаты моделирования процесса мгновенного распыления некоторого количества высокотоксичного вещества у поверхности земли.

Динамика изоповерхности с = 0,001 cm концентрационного поля при мгновенном распылении высокотоксичного вещества [ст=тах c ( x , y , z )]; равновесная стратификация, скорость ветра 1 м/с.

Расчет атмосферной дисперсии осуществлялся в рамках предложенной численной К-модели рассеяния. Задача решалась на интервале времени Т = 3 часа. Размеры расчетной области: Lx =15000 м, L 2 % fi ,3 Llt L 3 = (3 KmT )0-5, Km = maxK }( x 3). Использовалась неравномерная разностная сетка с горизонтальным разрешением вблизи источника h 0 = Юм. Разрешение сетки на границах расчетной области выбиралась из условия 0,5( h +2 KT )°- s , где К – среднее значение коэффициента горизонтальной диффузии.

Характер рассеяния примеси

Источник примеси мгновенный точечный. Высота источника. Разностную сетку в вертикальном направлении сгущали у подстилающей поверхности. Геометрические размеры источника соответствуют разрешению разностной сетки. Шаг интегрирования по времени выбирался автоматически из условия С = 1.

Характер рассеяния примеси в атмосфере при данной ситуации. Вертикальная неоднородность пограничного слоя атмосферы приводит к реализации кубического режима диффузии: из-за наличия вертикального градиента скорости ветра примесь вовлекается на высоты с большей скоростью ветра. Указанное обстоятельство приводит к «вытягиванию» облака примеси вдоль направления ветра. Подчеркнем, что данное явление обусловлено именно структурой пограничного слоя, а не численной диффузией схемы, поскольку для расчетов использована высокоточная численная схема PFB .

Динамика зоны поражения, обусловленная прохождением облака высокотоксичного вещества. Зона поражения равномерно растет в глубину до момента времени 1,5 часа с момента выброса. Далее, по мере разбавления концентрации примеси в облаке, размер зоны поражения стабилизируется.

Рассмотрим случай, связанный с постепенным поступлением высокотоксичного вещества в атмосферу с подстилающей поверхности. Указанная ситуация реализуется, например, при испарении токсичных веществ. Динамика концентрационного поля и зоны поражения, соответственно.



вверх

sd

sd

sd

вниз