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.
Список литературы
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Научно-методические аспекты анализа аварийного риска / В. Г. Горский [и др.]. М.: Экология и информатика, 2002. 260 с.
- Защита атмосферы от промышленных загрязнений: справочник: в 2 кн. / под ред. С. Калверта, Г. М. Инглунда. М.: Металлургия, 1988. Кн. 2. 712 с.
- Методика оценки последствий химических аварий (Методика ТОКСИ). М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 1996. 27 с.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- Spicer Т. О., Havens J. A. Field test validation of the DEGADIS model // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol. 16. P. 231–245.
- Puttock J. S. Comparison of Thomey Island data with predictions of HEGABOX/HEGADAS // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol.
- P. 439–455.
- 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.
- 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.
- 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.
- Jacobsen O., Magnussen B. F. 3-D numerical simulation of heavy gas dispersion // Journal of Hazardous Materials. 1987. Vol. 16. P. 215–230.
- 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.
- 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.
- Едигаров A. C. Численное моделирование аварий на хранилище сжиженного нефтяного газа высокого давления // Математическое моделирование. 1995. Т. 7, № 4. С. 3–18.
- 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.
- Иванов А. В. Разработка методических основ оценки последствий химических промышленных аварий (на примере металлургического комбината): дис. ... канд. техн. наук. М., 1999. 283 л.
- 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.
- Селезнев B. E., Клишин Г. С., Алешин В. В. Математический анализ газовой опасности при выбросах природного газа // Инженерная экология. 2000. № 5. С. 29–36.
- 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.
- Селезнев В. Е., Алешин В. В., Прялов С. Н. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов / под. ред. В. Е. Селезнева. М.: КомКнига, 2005. 496 с.
- 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.
- 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