Николай Николаевич Беляев, Иван Владимирович Калашников, Елена Юрьевна Гунько, О. П. Савина
Предложена 3-D численная модель для оценки территориального риска при эмиссии химически опасных веществ при авариях на промышленных объектах, транспорте или при теракте с применением химического агента. Эмиссия химического агента происходит возле зданий. Ставится задача разработки модели для оценки территориального риска с учетом различных метеорологических ситуаций и с учетом инфильтрации опасного вещества внутрь зданий. Разработанная численная модель основывается на моделировании процесса рассеивания опасного вещества в атмосфере при различных метеоусловиях, вероятность реализации которых известна. Решение задачи по оценке территориального риска основывается на последовательном решении двух задач. Первая задача – это расчет поля скорости ветрового потока в условиях застройки и при различных метеоситуациях. Данная задача решается с учетом размещения зданий в расчетной области. Для решения этой задачи используется модель потенциального течения. Используемая модель дает возможность быстро, на компьютерах малой и средней мощности, рассчитывать деформацию поля скорости ветрового потока при обтекании зданий. Для численного решения уравнения Лапласа для потенциала скорости используется метод Ричардсона. Вторая задача – это задача о расчете рассеивания опасного вещества в атмосфере при известном поле скорости ветрового потока. Для решения второй задачи используется трехмерная модель массопереноса примеси в атмосфере. Для численного интегрирования уравнения массопереноса используется неявная разностная схема расщепления. Рассмотрена математическая модель для экспресс-расчета динамики загрязнения воздуха внутри помещений. Приведено описание алгоритма решения задачи по оценке территориального риска при эмиссии химически опасного вещества. Представлены результаты вычислительного эксперимента.
{"title":"3D МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО РИСКА","authors":"Николай Николаевич Беляев, Иван Владимирович Калашников, Елена Юрьевна Гунько, О. П. Савина","doi":"10.15421/371810","DOIUrl":"https://doi.org/10.15421/371810","url":null,"abstract":"Предложена 3-D численная модель для оценки территориального риска при эмиссии химически опасных веществ при авариях на промышленных объектах, транспорте или при теракте с применением химического агента. Эмиссия химического агента происходит возле зданий. Ставится задача разработки модели для оценки территориального риска с учетом различных метеорологических ситуаций и с учетом инфильтрации опасного вещества внутрь зданий. Разработанная численная модель основывается на моделировании процесса рассеивания опасного вещества в атмосфере при различных метеоусловиях, вероятность реализации которых известна. Решение задачи по оценке территориального риска основывается на последовательном решении двух задач. Первая задача – это расчет поля скорости ветрового потока в условиях застройки и при различных метеоситуациях. Данная задача решается с учетом размещения зданий в расчетной области. Для решения этой задачи используется модель потенциального течения. Используемая модель дает возможность быстро, на компьютерах малой и средней мощности, рассчитывать деформацию поля скорости ветрового потока при обтекании зданий. Для численного решения уравнения Лапласа для потенциала скорости используется метод Ричардсона. Вторая задача – это задача о расчете рассеивания опасного вещества в атмосфере при известном поле скорости ветрового потока. Для решения второй задачи используется трехмерная модель массопереноса примеси в атмосфере. Для численного интегрирования уравнения массопереноса используется неявная разностная схема расщепления. Рассмотрена математическая модель для экспресс-расчета динамики загрязнения воздуха внутри помещений. Приведено описание алгоритма решения задачи по оценке территориального риска при эмиссии химически опасного вещества. Представлены результаты вычислительного эксперимента.","PeriodicalId":250642,"journal":{"name":"Bulletin of Dnipro University. Series: Mechanics","volume":"007 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-06-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130853589","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В работе рассматривается задача в плоской постановке об ударе круглого тела о поверхность идеальной несжимаемой жидкости, не имеющей границ. Тело частично погружено в жидкость, а его погруженная часть имеет форму кругового сегмента. В некоторый момент времени происходит удар, после чего тело мгновенно получает поступательную скорость и вращательную скорость вокруг оси, перпендикулярной плоскости, в которой рассматривается течение. С помощью конформного отображения, переводящего область полуплоскости с вырезанным сегментом в полуплоскость, данная задача сводится к смешанной задаче Келдыша–Седова для верхней полуплоскости, решение которой известно в квадратурах. Таким образом, была решена ударная краевая задача со смешанными граничными условиями. Был найден комплексный потенциал жидкости в мгновение после удара, а также потенциал скорости жидкости на участке соприкосновения тела с жидкостью. Полученные результаты проанализированы в случаях влияния на жидкость со стороны тела только одной компоненты скорости, либо всех трех компонент. Результаты были проиллюстрированы для различных углов погруженного сегмента и проведено сравнение с результатами для плавающей пластинки. Показано, что после удара жидкость может начать двигаться безотрывно, однако, при некоторых значениях скорости тела может возникать отрыв жидкости от поверхности тела. Об этом свидетельствует тот факт, что значение потенциала на некоторой части поверхности тела становится положительным. На этом участке как раз и будет находиться точка отрыва. В этом случае полученные решения уже нельзя использовать, и следует рассматривать задачу с учетом возникновения зоны отрыва. В случае воздействия со стороны тела только вертикальной компоненты скорости при углах сегмента меньше 90° отрыв жидкости от поверхности тела возникать не будет.
{"title":"УДАР КРУГЛОГО ТЕЛА О ПОВЕРХНОСТЬ ИДЕАЛЬНОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ","authors":"Т. М. Никулина, О. Г. Гоман","doi":"10.15421/371805","DOIUrl":"https://doi.org/10.15421/371805","url":null,"abstract":"В работе рассматривается задача в плоской постановке об ударе круглого тела о поверхность идеальной несжимаемой жидкости, не имеющей границ. Тело частично погружено в жидкость, а его погруженная часть имеет форму кругового сегмента. В некоторый момент времени происходит удар, после чего тело мгновенно получает поступательную скорость и вращательную скорость вокруг оси, перпендикулярной плоскости, в которой рассматривается течение. С помощью конформного отображения, переводящего область полуплоскости с вырезанным сегментом в полуплоскость, данная задача сводится к смешанной задаче Келдыша–Седова для верхней полуплоскости, решение которой известно в квадратурах. Таким образом, была решена ударная краевая задача со смешанными граничными условиями. Был найден комплексный потенциал жидкости в мгновение после удара, а также потенциал скорости жидкости на участке соприкосновения тела с жидкостью. Полученные результаты проанализированы в случаях влияния на жидкость со стороны тела только одной компоненты скорости, либо всех трех компонент. Результаты были проиллюстрированы для различных углов погруженного сегмента и проведено сравнение с результатами для плавающей пластинки. Показано, что после удара жидкость может начать двигаться безотрывно, однако, при некоторых значениях скорости тела может возникать отрыв жидкости от поверхности тела. Об этом свидетельствует тот факт, что значение потенциала на некоторой части поверхности тела становится положительным. На этом участке как раз и будет находиться точка отрыва. В этом случае полученные решения уже нельзя использовать, и следует рассматривать задачу с учетом возникновения зоны отрыва. В случае воздействия со стороны тела только вертикальной компоненты скорости при углах сегмента меньше 90° отрыв жидкости от поверхности тела возникать не будет.","PeriodicalId":250642,"journal":{"name":"Bulletin of Dnipro University. Series: Mechanics","volume":"22 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-06-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"123060607","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
A mathematical model has been created for predicting the microclimate parameters in the work area located directly near the motorway in the presence of a «temporary building» and in its absence. A numerical model has been developed to determine the velocity field of the air flow in the area of employee's location, taking into account the location of the remote trading place, the “temporary building” without an eaver and with an eaver based on the Navier–Stokesequation. To predict the concentration level in the microzone, two-dimensional equation of impurity transport in atmospheric air is used. Numerical integration of the equation of hydrodynamics and mass transfer is carried out with the help of an implicit difference scheme. Three variants of the location of trading place in the zone of motorway influence are considered: the first option – the seller performs the trade of outbound goods without the presence of a “temporary building”; the second option is that the seller performs the trade of outbound goods at the“temporary building”, which does not have an eaver; the third option is that the seller carries out the trade of outbound goods at the“temporary building”, which has an eaver. The analysis of changes in airflow velocity and concentration of pollutant at the level of the head of employee (locally), depending on the location of the place of trade. The presence of a “temporary building” reduces the speed by 2 times and the concentration by 1.5 times, the presence of an eaver in the same structure reduces the speed by 5 times and the concentration by 1.75 times, relative to the situation when the eaver is absent. It has been revealed that the eaver influences the change in pollutant concentration, but plays more significant role in reducing the speed of the air flow, providing comfortable conditions for the microclimate in the work area. Long or systematic stay in such a work area will not affect the worker’s state of health, can ensure its high performance and comfort in the working area.
{"title":"PREDICTION OF MICROCLIMATE NEAR SMALL ARCHITECTURAL CONSTRUCTIONS","authors":"M. Biliaiev, T. Rusakova","doi":"10.15421/371804","DOIUrl":"https://doi.org/10.15421/371804","url":null,"abstract":"A mathematical model has been created for predicting the microclimate parameters in the work area located directly near the motorway in the presence of a «temporary building» and in its absence. A numerical model has been developed to determine the velocity field of the air flow in the area of employee's location, taking into account the location of the remote trading place, the “temporary building” without an eaver and with an eaver based on the Navier–Stokesequation. To predict the concentration level in the microzone, two-dimensional equation of impurity transport in atmospheric air is used. Numerical integration of the equation of hydrodynamics and mass transfer is carried out with the help of an implicit difference scheme. Three variants of the location of trading place in the zone of motorway influence are considered: the first option – the seller performs the trade of outbound goods without the presence of a “temporary building”; the second option is that the seller performs the trade of outbound goods at the“temporary building”, which does not have an eaver; the third option is that the seller carries out the trade of outbound goods at the“temporary building”, which has an eaver. The analysis of changes in airflow velocity and concentration of pollutant at the level of the head of employee (locally), depending on the location of the place of trade. The presence of a “temporary building” reduces the speed by 2 times and the concentration by 1.5 times, the presence of an eaver in the same structure reduces the speed by 5 times and the concentration by 1.75 times, relative to the situation when the eaver is absent. It has been revealed that the eaver influences the change in pollutant concentration, but plays more significant role in reducing the speed of the air flow, providing comfortable conditions for the microclimate in the work area. Long or systematic stay in such a work area will not affect the worker’s state of health, can ensure its high performance and comfort in the working area.","PeriodicalId":250642,"journal":{"name":"Bulletin of Dnipro University. Series: Mechanics","volume":"46 9","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2018-06-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114038965","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Рассмотрены задачи об обтекании вязкой несжимаемой жидкостью группы тел, состоящей из двух или трех цилиндров одинакового диаметра, при различном ее положении относительно потока. Математическое моделирование выполнено для числа Рейнольдса, равного 80. При проведении вычислительных экспериментов численно решены уравнения Навье–Стокса несжимаемой жидкости с применением метода контрольных объемов с помощью программного комплекса OpenFOAM. Выполнены параметрические исследования с варьированием зазора между цилиндрами и угла поворота группы относительно невозмущенного потока. Получены сравнения аэродинамических характеристик цилиндра в группе с аэродинамическими характеристиками единичного цилиндра для каждого рассматриваемого случая. Проанализированы изменения чисел Струхаля и наличие дополнительных гармоник нестационарных аэродинамических характеристик цилиндра в группе, а также изменение общей картины течения. Рассмотрены физические особенности и классификация режимов обтекания групп цилиндров при различных значениях зазора между цилиндрами и угла поворота группы. Выявлены закономерности обтекания для группы из двух и группы из трех цилиндров. Показано, что наличие нескольких близко расположенных цилиндров в потоке вязкой несжимаемой жидкости может привести к существенному изменению общей картины течения и аэродинамических характеристик цилиндра в группе.
{"title":"О ВЗАИМНОМ ВЛИЯНИИ РАСПОЛОЖЕНЫХ В РЯД ЦИЛИНДРОВ В ПОТОКЕ ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ","authors":"С. С. Мирный","doi":"10.15421/371901","DOIUrl":"https://doi.org/10.15421/371901","url":null,"abstract":"Рассмотрены задачи об обтекании вязкой несжимаемой жидкостью группы тел, состоящей из двух или трех цилиндров одинакового диаметра, при различном ее положении относительно потока. Математическое моделирование выполнено для числа Рейнольдса, равного 80. При проведении вычислительных экспериментов численно решены уравнения Навье–Стокса несжимаемой жидкости с применением метода контрольных объемов с помощью программного комплекса OpenFOAM. Выполнены параметрические исследования с варьированием зазора между цилиндрами и угла поворота группы относительно невозмущенного потока. Получены сравнения аэродинамических характеристик цилиндра в группе с аэродинамическими характеристиками единичного цилиндра для каждого рассматриваемого случая. Проанализированы изменения чисел Струхаля и наличие дополнительных гармоник нестационарных аэродинамических характеристик цилиндра в группе, а также изменение общей картины течения. Рассмотрены физические особенности и классификация режимов обтекания групп цилиндров при различных значениях зазора между цилиндрами и угла поворота группы. Выявлены закономерности обтекания для группы из двух и группы из трех цилиндров. Показано, что наличие нескольких близко расположенных цилиндров в потоке вязкой несжимаемой жидкости может привести к существенному изменению общей картины течения и аэродинамических характеристик цилиндра в группе.","PeriodicalId":250642,"journal":{"name":"Bulletin of Dnipro University. Series: Mechanics","volume":"14 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2017-06-12","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121048747","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：