|
DOI: 10.14489/vkit.2017.03.pp.042-049
Казарян Д. С.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ПРИМЕСЕЙ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ ПРИ НАЛИЧИИ ЛЕСНЫХ МАССИВОВ
(c. 42-49)
Аннотация. Рассмотрено влияние лесных массивов на распространение загрязняющей примеси в многокомпонентной воздушной среде. Исследованы теплоперенос и распространение примеси в приземном слое атмосферы. Для аппроксимации модели процесса переноса примеси в приземном слое атмосферы по временнóй переменной использован метод поправки к давлению. Применены аддитивные двумерно-одномерные разностные схемы. Изучена устойчивость схем на основе сеточного принципа максимума. Проведен численный эксперимент и выполнено сопоставление натурных данных с сопоставлением результатов для верификации построенной модели. Рассчитаны поля распространения загрязняющих веществ в случаях различной ширины и плотности лесных насаждений.
Ключевые слова: теплоперенос; распространение загрязняющей примеси; численное моделирование.
Kazaryan D. S.
EXPERIMENTAL STUDY OF POLLUTANTS DISTRIBUTION IN THE GROUND ATMOSPHERIC LAYER IN WOODLANDS PRESENCE
(pp. 42-49)
Abstract. The aim of this work is to study the forests impact on the contaminants distribution in a multicomponent air. In this regard, this paper investigates heat transfer and the impurities distribution in the atmosphere surface layer. For the pollutant transport numerical modeling in the atmospheric surface layer previously proposed model that takes into account a variety of factors: the forest vegetation presence, pressure variability, density and temperature, the multicomponent impurities presence, etc. For this model approximation for the temporary variable method was used corrections to the pressure applied to the additive two-dimensional – one-dimensional difference scheme, which stability was studied based on the discrete maximum principle. For constructed model verification numerical experiment conducted and field data compared with to numerical experiments results. Сalculation result deviation from field data were: temperature in the current center 15 %, for the sprays trajectory 5 % and for the tube current width 9.7 %. Pollutants field distribution in the cases of different width and forest stands density calculated based on the developed models. The calculations results showed that the impurities distribution in the air significantly affected by the forest vegetation density and the vegetation zone width has little effect.
Keywords: Heat transfer; Distribution of contaminants; Numerical modeling.
Д. С. Казарян (Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем им. акад. А. В. Каляева ЮФУ, Таганрог, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
D. S. Kazaryan (Acad. A. V. Kalyaev Scientific Research Institute of Multiprocessor Computing Systems of Southern Federal University, Taganrog, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Ионисян А. С. Математическое моделирование процесса распространения активной примеси в свободной и облачной атмосфере: дис. … канд. физ.-мат. наук: 05.13.18. Ставрополь, 2003. 190 с.
2. Берлянд М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 272 с.
3. Бызова Н. Л., Гаргер Е. К., Иванов В. И. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 280 с.
4. Монин А. С., Яглом А. М. О законах мелкомасштабных турбулентных движений жидкостей и газов // Успехи математических наук. 1963. T. 18, № 5 (113). C. 93 – 114.
5. Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука. Главное издательство физико-математической литературы, 1982. 320 с.
6. Алоян А. Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: Наука, 2008. 415 с.
7. Четверушкин Б. Н., Шильников Е. В. Вычислительный и программный инструментарий для моделирования трехмерных течений вязкого газа на многопроцессорных системах // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2008. Т. 48, № 2. С. 309 – 320.
8. Сеточно-характеристический метод с использованием интерполяции высоких порядков на тетраэдральных иерархических сетках с кратным шагом по времени / И. Б. Петров и др. // Математическое моделирование. 2013. Т. 25, № 2. С. 42 – 52.
9. Winckelmans G. S., Jeanmart H. Assessment of Some Models for LES without/with Explicit Filtering // Direct and Large-Eddy Simulation IV. Kluwer. 2001. V. 8. P. 55 – 66. doi: 10.1007/978-94-017-1263-7_7
10. Glazunov A. V., Lykossov V. N. Large-eddy Simulation of Interaction of Ocean and Atmospheric Boundary Layers // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2003. V. 18, № 4. P. 279 – 295.
11. Сухинов А. И., Чистяков А. Е., Хачунц Д. С. Математическое моделирование движения многокомпонентной воздушной среды и транспорта загрязняющих веществ // Известия ЮФУ. Технические науки. 2011. № 8(121). С. 73 – 79.
12. Хачунц Д. С. Математическое моделирование процессов переноса загрязняющих веществ в многокомпонентной воздушной среде в прибрежной зоне: дис. … канд. физ.-мат. наук: 05.13.18 / Южный федеральный университет. Таганрог, 2013. 168 c.
13. Никитина А. В., Семенякина А. А., Чистяков А. Е. Параллельная реализация задачи диффузииконвекции на основе схем повышенного порядка точности // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 7. С. 3 – 8. doi: 10.14489/vkit.2016.07. pp.003-008
1. Ionisyan A. S. (2003). Mathematical modeling of the active impurity propagation in free and cloud atmosphere. PhD thesis. Stavropol’. [in Russian language]
2. Berliand M.E. (1985). Prediction and control of atmospheric pollution. Leningrad: Gidrometioizdat. [in Russian language]
3. Byzova N. L., Garger E. K., Ivanov V. I. (1989). Experimental studies of atmospheric diffusion and scattering calculations impurities. Leningrad: Gidrometioizdat. [in Russian language]
4. Monin A. S., Iaglom A. M. (1963). laws of smallscale turbulent flow of liquids and gases. Uspekhi matematicheskikh nauk, Vol. XVIII, 113(5), pp. 93-114. [in Russian language]
5. Marchuk G. I. (1982). Math modeling of the environmental problem. Moscow: Nauka. Glavnoe izdatel'stvo fizikomatematicheskoi literatury. [in Russian language]
6. Aloian A. E. (2008). Modeling the dynamics and kinetics of gas pollutants and aerosols in the atmosphere: monograph. Moscow: Nauka. [in Russian language]
7. Chetverushkin B. N., Shil'nikov E. V. (2008). Computer and software tools for modeling threedimensional viscous gas flows on multiprocessor systems. Zhurnal vychislitel'noi matematiki i matematicheskoi fiziki, 48(2), pp. 309-320. [in Russian language]
8. Petrov I. B., Favorskaia A. V., Sannikov A. V. et al. (2013). Gridcharacteristic method using a highorder interpolation using tetrahedral meshes with hierarchical multiple time step. Matematicheskoe modelirovanie, 25(2), pp. 42-52. [in Russian language]
9. Winckelmans G. S., Jeanmart H. (2001). Assessment of some models for LES without/with explicit filtering. Direct and Large-Eddy Simulation IV, (pp. 55-66). Kluwer. Vol. 8. doi: 10.1007/978-94-017-1263-7_7
10. Glazunov A. V., Lykossov V. N. (2003). Large-eddy simulation of interaction of ocean and atmospheric boundary layers. Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling, 18(4), pp. 279-295. doi: 10.1515/156939803769210957
11. Sukhinov A. I., Chistiakov A. E., Khachunts D. S. (2011). Mathematical modeling of motion of a multicomponent air media and transport of pollutants. Izvestiia IuFU. Tekhnicheskie nauki, 121(8), pp. 73-79. [in Russian language]
12. Khachunts D. S. (2013). Mathematical modeling of pollutant transport processes in multicomponent air environment in the coastal zone. PhD thesis. Taganrog. Iuzhnyi federal'nyi universitet. [in Russian language]
13. Nikitina A. V., Semeniakina A. A., Chistiakov A. E. (2016). Parallel implementation of diffusion-convection problem on the basis schemes of high order accuracy. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (7), pp. 3-8. doi: 10.14489/vkit.2016.07.pp.003-008 [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2017.03.pp.042-049
и заполните ФОРМУ
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2017.03.pp.042-049
and fill out the FORM
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»