Експрес-розрахунок забруднення робочих зон біля транспортного коридору у випадку екстремальних ситуацій на залізниці

Abstract

UK: Постановка проблеми. Розглядається задача експрес-оцінювання областей забруднення атмосферного повітря в робочих зонах біля транспортного коридору в разі екстремальних ситуацій на залізниці, що спричинюють емісію хімічно небезпечних речовин. Мета роботи–розроблення чисельної моделі для швидкого аналізу областей забруднення атмосферного повітря в умовах конвекції. Методика.Для визначення областей забруднення атмосферного повітря, що формуються при екстремальних ситуаціях на залізниці у випадку емісії хімічно небезпечних речовин, застосовується тривимірне рівняння конвективно-дифузійного розповсюдження домішки в атмосфері. Враховується нерівномірний профіль вітру з висотою та залежність коефіцієнтів атмосферної дифузії від швидкості вітру. Для чисельного розв’язання тривимірного рівняння масопереносу домішки в атмосферному повітрі застосовуються скінченорізницеві схеми розщеплення. Наукова новизна.Розроблено ефективну чисельну модель для визначення областей забруднення повітря біля транспортного коридору у випадку викиду хімічно небезпечних речовин на залізниці. Практична значущість.На базі побудованої чисельної моделі розроблено комп’ютерну програму, що дозволяє оперативно розраховувати динаміку формування областей хімічного забруднення біля транспортного коридору в разі екстремальних ситуацій на залізниці. Висновки. Розроблено чисельна модель та комп’ютерний код, що дозволяють методом обчислювального експерименту оцінювати забруднення робочих зон біля транспортного коридору у випадку екстремальних ситуацій на залізниці. Побудована модель має широкий робочий діапазон та враховує найбільш суттєві фізичні фактори, що впливають на формування зон хімічного забруднення в повітрі. Наведено результати обчислювального експерименту.

EN: Problem statement. The task of rapid assessment of atmospheric air pollution areas in work zones near the transport corridor during extreme situations on the railway leading to the chemically hazardous substances’ emission is considered. The purpose of the article. Development of a numerical model for rapid analysis areas of atmospheric air pollution areas under convection conditions. Methodology.The three-dimensional equation of the convective-diffusion spread of impurities in the atmosphere is used to determine the atmospheric air pollution areas that are formed during in extreme situations on the railway in the case of chemically hazardous substances’ emission. The uneven profile of the wind with height and the dependence of the atmospheric diffusion coefficients on the wind speed are taken into account. For the numerical solution of the three-dimensional mass transfer equation of impurities in atmospheric air, finite-difference splitting schemes are used. Scientific novelty.An effective numerical model to determine the areas of air pollution near the transport corridor in case of chemically hazardous substances’ emission on the railway is developed. Practicalvalue.Based on the constructed numerical model, a computer program was developed, which allows to rapid calculate the dynamics of the formation of chemical pollution areas near the transport corridor during extreme situations on the railway. Conclusions.A numerical model and computer code are developed, which allow to evaluate the pollution of working zones near the transport corridor during extreme situations on the railway by the method of a computational experiment. The developed model has a wide working range and takes into account the most significant physical factors affecting the formation of chemical pollution zones in the air. The results of the computational experiment are presented.