ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ГАУССОВОЙ МОДЕЛИ ЗАРАЖЕНИЯ ПЕРВИЧНЫМ ОБЛАКОМ В ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ МЕТЕОУСЛОВИЯХ

УДК 614.833.3,614.833.4,614.841.412,614.841.412,614.841.43

 

  • – Котов Дмитрий Сергеевич – кандидат технических наук, доцент, ученый секретарь. НИРУП «Геоинформационные системы» (220012, г. Минск, ул. Сурганова, 6, Республика Беларусь). E-mail: viscount.d@gmail.com
  • Новиков Евгений Владимирович – кандидат технических наук, доцент, директор. Институт современных технологий связи Белорусской государственной академии связи (220006, г. Минск, ул. Ф. Скорины, 8/2, Республика Беларусь). E-mail: eugennovikov@gmail.com Котов Сергей Григорьевич кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник ГУ «Белорусский институт системного анализа и информационного обеспечения научной сферы» (220006, г. Минск, пр-т Победителей, 7, Республика Беларусь). E-mail: kotov@belisa.org.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2024-278-2.

 

Ключевые слова: алгоритм, заражение, изменяющиеся метеоусловия, моделирование, первичное облако.

Для цитирования: Котов Д. С., Новиков Е. В., Котов С. Г. Динамическое моделирование по гауссовой модели заражения первичным облаком в изменяющихся метеоусловиях // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2024. № 1 (278). С. 11–17. DOI: 10.52065/2520-6141-2024-278-2.

 Аннотация

Динамическое моделирование развития аварий исходит из двух вариантов хранения опасного вещества на опасном производственном объекте: в газообразном состоянии и в жидкой фазе. Для каждого из этих вариантов рассматриваются по два типа выброса – залповый и продолжительный. В работе исследуется первый сценарий – полное разрушение оборудования, содержащего газообразное опасное вещество, и образование первичного облака. Прогнозирование заражения для первых метеоусловий, характеризующихся конкретным классом стабильности атмосферы, скорости и направления ветра, ведется в системе координат, центр которых расположен на поверхности земли в месте разрушения оборудования: ось Ox направлена по ветру, ось Oy – перпендикулярна ветру, ось Oz – перпендикулярна плоскости земли и связана с топографической картой. Для вторых метеоусловий, отличающихся от первых хотя бы одним из показателей – классом стабильности атмосферы, скоростью и направлением ветра, также используется система координат, у которой ось Ox направлена по ветру, ось Oy – перпендикулярна ветру, ось Oz – перпендикулярна плоскости земли. Система координат для вторых метеоусловий связана с системой координат для первых условий через точку максимальной концентрации в конце первых и начале вторых метеоусловий. При этом для начала вторых метеоусловий уточняется размер первичного облака опасного вещества в гауссовой модели в начальный момент времени, что позволяет вести расчет для вторых метеоусловий, базирующийся на методике «Токси-2». Это дает возможность создать алгоритм динамического моделирования заражения по гауссовой модели первичным облаком для изменяющихся метеоусловий.

Скачать

Список литературы

  1. Лисанов М. В., Пчельников А. В., Сумской С. И. Моделирование рассеяния выбросов опасных веществ в атмосфере // Российский химический журнал. 2005. Т. XLIX, № 4. С. 18–28.
  2. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте: РД 52.04.253-90. Л., 1990. 27 с.
  3. Грановский Э. А., Лыфарь В. А. Анализ методов оценки риска последствий аварийных выбросов и рассеяния парогазовых примесей в атмосфере // Техногенно-екологічна безпека та цивільний захист. 2010. Вип. 2. С. 23–27.
  4. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля: ГОСТ Р 12.3.047-2012. Введ. 01.01.2014. М.: Федер. агентство по техн. регулированию и метеорологии. Стандартинформ, 2014. 61 с.
  5. Научно-методические аспекты анализа аварийного риска / В. Г. Горский [и др.]. М.: Экология и информатика, 2002. 260 с.
  6. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: справочник: в 2 кн. / под ред. С. Калверта, Г. М. Инглунда. М.: Металлургия, 1988. Кн. 2. 712 с.
  7. Методика оценки последствий химических аварий (Методика ТОКСИ). М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 1996. 27 с.
  8. Методика оценки последствий химических аварий (Методика «ТОКСИ-2.2» НТЦ «Промышленная безопасность», согл. Госгортехнадзором России): Методики оценки последствий аварий на опасных производственных объектах: сб. докл. Сер. 27. Вып. 2 М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность», 2010. С. 123–204.
  9. US Departament of Commerce // Office of Response and Restoration. URL: http://response.restoration.noaa.gov/sites/default/files/ALOHA_Tech_Doc.pdf. (accessed 19.04.2016).
  10. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: ОНД-86: утв. Председателем Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды 04.08.1986. Л.: Госкомгидромет; Гидрометеоиздат, 1987. 94 с.
  11. Сравнение моделей распространения загрязнений в атмосфере / И. В. Белов [и др.] // Математическое моделирование. 1999. Т. 11, № 8. С. 52–64. 12. Методика расчета распространения аварийных выбросов, основанная на модели рассеивания тяжелого газа / А. А. Шаталов [и др.] // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 9. С. 46–52
  12. Моделирование распространения паровоздушного облака тяжелого газа при его мгновенном выбросе и непрерывном истечении / А. П. Шевчук [и др.] // Химическая промышленность. 1992. № 10. С. 54–57.
  13. Crabol В., Roux A., Lhomme V. Interpretation of the Thomey Island Phase I trials with the BOX model CIGALE2 // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol. 16. P. 201–214.
  14. Spicer Т. О., Havens J. A. Field test validation of the DEGADIS model // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol. 16. P. 231–245.
  15. Puttock J. S. Comparison of Thomey Island data with predictions of HEGABOX/HEGADAS // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol.
  16. P. 439–455.
  17. Mohan М., Panwar T. S., Singh M. P. Development of dense gas dispersion model for emergency preparedness // Atmospheric Environment. 1995. Vol. 29. No. 16. P. 2075–2087.
  18. Morgan D. L., Kansa E. J., Morris L. K. Simulations and parameter variation studies of heavy gas dispersion usng the SLAB model – condensed // IUTAM Symposium on atmospheric dispersion heavy gases and small particles. Delft University of Technology, The Netherlands, September, 1983. P. 83–92.
  19. Deaves D. M. 3-dimensional model predictions for the upwind building trial of Thomey Island Phase II // Journal of Hazardous Materials. 1985. Vol. 11. P. 341–346.
  20. Jacobsen O., Magnussen B. F. 3-D numerical simulation of heavy gas dispersion // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol. 16. P. 215–230.
  21. Chan S. T., Ermak D. L., Morris L. K. FEM3 model simulations of selected Thomey Island Phase I trials // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol. 16. P. 267–292.
  22. Едигаров A. C. Численный расчет турбулентного течения холодного тяжелого газа в атмосфере // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1991. Т. 31, № 9. С. 1369–1380.
  23. Едигаров A. C. Численное моделирование аварий на хранилище сжиженного нефтяного газа высокого давления // Математическое моделирование. 1995. Т. 7, № 4. С. 3–18.
  24. Иванов А. В., Мастрюков Б. С. О достоверности использования вычислительного комплекса PHOENICS в расчетах рассеяния вещества в возмущенном потоке // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1999. № 11. С. 64–68.
  25. Иванов А. В. Разработка методических основ оценки последствий химических промышленных аварий (на примере металлургического комбината): дис. ... канд. техн. наук. М., 1999. 283 л.
  26. Perdikaris G. A. Numerical simulation of the three-dimensional microscale dispersion of airpollutants in regions with complex topography // Heat and Mass Transfer. 2001. Vol. 37. P. 583–591.
  27. Селезнев B. E., Клишин Г. С., Алешин В. В. Математический анализ газовой опасности при выбросах природного газа // Инженерная экология. 2000. № 5. С. 29–36.
  28. Селезнев В. Е. Повышение безопасности и эффективности газопроводных систем ТЭК с использованием методов прямого численного моделирования: дис. ... д-ра техн. наук. Саров, 2003. 303 л.
  29. Селезнев В. Е., Алешин В. В., Прялов С. Н. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов / под. ред. В. Е. Селезнева. М.: КомКнига, 2005. 496 с.
  30. Котов Д. С. Методики и алгоритмическое обеспечение прогнозирования зон заражения при чрезвычайных ситуациях на химически опасных объектах: дис. … канд. техн. наук. Минск, 2018. 221 л.
  31. Сумской С. И. Модели оценки последствий распространения опасных веществ в воздушной среде: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2007. 23 с. References

Поступила после доработки 26.12.2023