Вибухи в кар'єрах призводять до утворення пилових хмар, які інтенсивно забруднюють атмосферне повітря. Мета роботи - розробка чисельної моделі для прогнозування забруднення атмосфери після вибуху в кар'єрі. Така чисельна модель повинна під час розрахунку враховувати геометричну форму кар'єру, параметри метеорологічної ситуації (швидкість вітру, стан атмосфери), форму пилової хмари, що утворюється в кар'єрі на місці вибуху. Математичне моделювання розсіювання пилової хмари під час вибуху в кар'єрі грунтується на використанні фундаментальних рівнянь аеродинаміки й масопереносу. Поле швидкості повітряного потоку в кар'єрі моделюється за допомогою рівняння Лапласа для потенціалу швидкості. Формування концентраційного поля пилу моделюється на основі рівняння конвективно-дифузійного розсіювання домішки. Для чисельного інтегрування моделювальних рівнянь використано різницеві схеми. Рівняння Лапласа для потенціалу швидкості чисельно інтегрується за допомогою методу Річардсона. Для чисельного інтегрування рівняння конвективнодифузійного розсіювання домішки використано неявну різницеву схему розщеплення. Розроблено CFD - модель, яка дозволяє виконати розрахунок формування зон забруднення під часу руху пилової хмари в кар'єрі. Особливістю розробленої моделі є швидкість розрахунку. Для її практичного використання необхідна стандартна вхідна інформація. На відміну від наявних в Україні моделей, розроблена чисельна модель дозволяє враховувати геометричну форму кар'єра й геометричну форму пилової хмари для проведення прогнозних розрахунків з оцінки рівня забруднення атмосферного повітря під час вибухів у кар'єрах. Розроблена чисельна модель може бути імплементована на комп'ютерах малої й середньої потужності використанням стандартної інформації про метеоумови в кар'єрі. Цю модель можна використовувати для екологічної оцінки впливу вибухів у кар'єрі на забруднення навколишнього середовища й робочих зон.

Важливою проблемою в галузі екологічної та промислової безпеки є створення нормального мікроклімату в тупиковій шахтній виїмці. У цій зоні шахти може накопичуватися газоподібний метан, що в результаті призводить до вибуху. Тому, щоб уникнути нещасних випадків, важливо належним чином провітрити шахтну виїмку. Мета роботи - розробка швидкодіючої математичної моделі для отримання інформації про процес вентиляції тупикової шахтної виїмки. Процес розрахунку вентиляції шахтної виїмки розділено на два етапи. На першому етапі обчислюють поле швидкісного потоку в шахтній виїмці. Розглядаємо ситуацію, коли усмоктувальна труба знаходиться в цій зоні. Для розв'язання задачі використано гідродинамічну модель потоку нев'язкого газу. На другому етапі обчислювального моделювання використано конвективно-дифузійне рівняння переносу домішки. Рівняння враховує нерівномірне поле потоку у виїмці. Розроблена чисельна модель була закодована з використанням мови FORTRAN. Створений комп'ютерний код дозволяє провести чисельний експеримент для оцінки ефективності застосування всмоктувальної труби з метою зниження концентрації метану в тупиковій виїмці. Розроблена чисельна модель враховує такий фізичний фактор, який у наш час не враховують в емпіричних моделях, застосовуваних для розв'язання задачі вентиляції шахтної виїмки, - це її геометрична форма. Розроблена комп'ютерна програма дозволяє проводити розрахунки для оцінки ефективності системи всмоктування, використовуваної для вентиляції шахтної виїмки.

Мета роботи - розробка комп'ютерної моделі для розрахунку ризику термічного ураження людей у цеху в разі аварійного горіння твердого ракетного палива. Для розрахунку поля температури в цеху, з метою визначення зон термічного ураження працівників у приміщенні, використано рівняння, що виражає закон збереження енергії. На базі цього моделювального рівняння розраховано поле температур у цеху за наявності джерела емісії тепла - твердого ракетного палива, що горить. Розрахунок поля швидкості повітряного потоку в цеху, з урахуванням розташування перешкод на шляху розповсюдження теплової хвилі, проведено на базі моделі безвихрового руху повітря - рівняння потенціалу швидкості. Чисельне розв'язання рівняння для потенціалу швидкості виконано за допомогою двокрокової скінченнорізницевої схеми умовної апроксимації. Для чисельного розв'язання рівняння енергії використано різницеву схему розщеплення. На першому етапі побудови різницевої схеми виконано розщеплення двовимірного рівняння енергії на систему одновимірних рівнянь. Кожне одновимірне рівняння дозволяє розрахувати зміну температури в одному координатному напрямку. Для визначення температури використано схему біжучого рахунку. Під час проведення обчислювального експерименту враховано повітрообмін у приміщенні. Оцінку ризику термічного ураження персоналу в приміщенні виконано для різних вірогідностей місця аварійного горіння твердого ракетного палива. За допомогою розробленої чисельної моделі виконано прогнозування зон потенціального ризику термічного ураження персоналу в цеху для різних аварійний ситуацій. Побудовано комп'ютерну модель для експрес-оцінки потенціального ризику термічного ураження людей в цеху в разі аварійного горіння твердого ракетного палива. Розроблено код, що дозволяє швидко моделювати формування температурних полів у цеху у випадку аварійного горіння твердого ракетного палива, та на базі цієї інформації визначати зони потенціального термічного ураження працівників. Розроблена комп'ютерна програма може бути використана для оцінки ризику термічного ураження на підприємствах хімічної промисловості в разі виникнення аварійних ситуацій.

Мета роботи - визначення ефективності роботи аеротенків на етапі проєктування або реконструкції біореакторів, у яких здійснюється біологічне очищення стічних вод, вимагає використання спеціальних математичних моделей і методів розрахунку. Основна мета статті - розробка CFD-моделі для оцінки ефективності роботи аеротенка. Для комп'ютерного розрахунку процесу біологічного очищення стічних вод в аеротенку, з урахуванням гідродинаміки, розроблена чисельна модель. В основу моделі покладено двовимірні рівняння збереження маси для субстрату та активного мулу та рівняння для потенціалу швидкості. Процес біологічного перетворення субстрату розраховано на базі моделі Monod. Для чисельного інтегрування рівнянь масопереносу активного мулу та субстрату використано поперемінно-трикутну різницеву схему розщеплення. При цьому базові рівняння розщеплено на два рівняння більш спрощеного вигляду. Для чисельного інтегрування рівняння для потенціалу швидкості здійснено його розщеплення на два одновимірних рівняння. Далі кожне рівняння розв'язано за явною схемою. Для чисельного інтегрування рівнянь, що описують процес трансформації субстрату на базі моделі Monod, використано метод Ейлера. Здійснено програмну реалізацію побудованої чисельної моделі. Наведено результати обчислювального експерименту з дослідження процесу очищення стічних вод в аеротенку за рахунок використання додаткових елементів у споруді-пластин. Це дозволяє зробити висновки, що управління якістю очищення стічних вод в аеротенках можливе за допомогою застосування пластин. Розроблено багатофакторну CFD-модель, що дозволяє швидко оцінити ефективність роботи аеротенка. Особливістю моделі є можливість оцінки роботи аеротенка з урахуванням його геометричної форми та розташування в споруді додаткових пластин. Побудована чисельна модель може бути використана під час проведення розрахунків у випадку проєктування споруд аеротенків або під час визначення ефективності очищення стічних вод за нових умов експлуатації.

Highways are an intensive source of environmental pollution. Atmospheric air is exposed to the fastest anthropogenic influence. Therefore, a particularly important task is to minimize the level of air pollution near the highway. An effective method for solving this problem is the use of protective barriers of various shapes installed near highways. At the stage of designing these protective structures, an important task arises to assess their effectiveness. Estimation of the effectiveness of protective barriers by the method of the physical experiment takes considerable time to set up and conduct an experiment, as well as analyze the results of physical modeling. This method is not always convenient during design work. An alternative method is the method of mathematical modeling. For the designer, it is very important to have mathematical models that make it possible to quickly obtain a predictive result and take into consideration a set of important factors on which the effectiveness of the protective barrier depends. A method has been devised that makes it possible to assess the effectiveness of using protective barriers to reduce the level of air pollution near the highway. It was found that an increase in barrier height by 80 % leads to a 22 % decrease in the concentration of impurities behind the barrier. It was established that applying a barrier with a height of 1,5 m leads to a 26 % decrease in the concentration of impurities in buildings adjacent to the highway. A method has been devised to assess the effectiveness of using absorbent "TX Active" surfaces on the protective barrier located near the highway. This study's result revealed that the application of a barrier with one "TX Active" surface leads to a decrease in the concentration of NO behind the barrier by an average of 43 %. When using a barrier with two "TX Active" surfaces, a decrease in the NO concentration behind the barrier is 85 % on average.

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ