МОДЕЛЮВАННЯ ЗАТІКАННЯ ТОКСИЧНОГО ГАЗУ У ПРИМІЩЕННЯ

Анотація

Розробка математичної моделі для оцінки рівня забруднення повітряного середовища в приміщеннях при затікання в них забрудненого повітря. Для розрахунку переносу хімічно небезпечної речовини в приміщенні при затікання в нього хімічного агента використовується двомірне рівняння масопереносу хімічно небезпечної речовини в атмосфері. Дане рівняння враховує параметри метеоситуації, концентрацію хімічного агента в повітрі, що втікає в приміщення, турбулентну дифузію і наявність в приміщенні перешкод (меблі і т.п.). Для чисельного інтегрування моделюючого рівняння використовується неявна поперемінно-трикутна різницева схема. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку в приміщенні при наявності різних перешкод використовуються рівняння Нав'є-Стокса, записані в змінних Гельмгольдса. Для розв’язання рівнянь Нав'є-Стокса використовуються неявні різницеві схеми розщеплення. Побудовано математичну модель для розрахунку руху забрудненого повітря в дихальних шляхах людини, яка знаходиться всередині приміщення. Для розрахунку переносу хімічно небезпечної речовини в дихальних шляхах використовується двомірне рівняння масопереносу хімічно небезпечної речовини. Дане рівняння враховує нерівномірне поле швидкості повітряного потоку в горлі, дифузію, захоплення стінками горла забруднювача. Для моделювання поля швидкості потоку всередині горла застосовується модель безвихрових течій ідеальної рідини – модель потенційної течії. Для чисельного розв’язання рівняння для потенціалу швидкості застосовується локально-одномірна схема. Для чисельного інтегрування рівняння масопереносу застосовується неявна різницева схема розщеплення. На базі побудованої математичної моделі розроблено комплекс прикладних програм, який може бути використаний для оцінки ризику токсичного ураження людей в приміщеннях. Математична модель може бути реалізована на комп'ютерах малої і середньої потужності, що дозволяє його широко використовувати для вирішення задач даного класу. Представлені результати проведеного обчислювального експерименту, що дозволяють оцінити можливості розробленої математичної моделі. Запропонована модель оцінки територіального ризику в разі викиду небезпечної речовини в умовах забудови може бути використана при розробці ПЛАСу.