Т. 326, № 7

Модели функции плотности вероятностей для описания распространения примеси в конвективном пограничном слое атмосферы

Актуальность. Оценка степени антропогенной нагрузки на окружающую среду вредных и опасных загрязнений при плановых и чрезвычайных выбросах в атмосферу является важной задачей при планировании новых и эксплуатации имеющихся объектов энергетической инфраструктуры. Экспериментальные методы исследования в этой области слишком затратные и не всегда дают требуемую точность, особенно в сложных метеорологических условиях. Современные математические модели хотя и позволяют сделать качественные прогнозы последствий выбросов в атмосферу, однако количественные оценки, полученные с помощью этих моделей, дают приемлемую точность только для нейтрально стратифицированной атмосферы. Для более реалистичных условий требуется разработка новых, более совершенных и экономически целесообразных подходов. Цель работы: развитие эффективных методов моделирования распространения примесей в атмосфере для информационного обеспечения экологической экспертизы и анализа экологической обстановки вблизи объектов энергетической (и др.) инфраструктуры. Метод исследования. Используется численное моделирование лагранжевого траекторного подхода для задач распространения пассивной примеси в конвективном пограничном слое атмосферы, на базе модели случайных блужданий и ланжевеновской модели турбулентной дисперсии. Статистическая структура турбулентности описывается функцией плотности вероятностей для пульсаций вертикальной скорости, которая восстанавливается по вычисленным статистическим моментам. Тестируются 4 модели ФПВ. Результаты моделирования сравниваются с лабораторными и натурными данными. Результаты. Численный расчет показал, что все реализуемые модели отражают асимметричный характер динамики переноса частиц под воздействием крупномасштабных конвективных вихревых структур в атмосферном пограничном слое и могут быть использованы для дальнейшего развития метода лагранжевого моделирования распространения примеси в конвективном пограничном слое атмосферы.

Ключевые слова:

электронный ресурс, турбулентность, атмосфера, загрязнения, пограничный слой, численное моделирование, метод функции плотности вероятности,

Авторы:

Илюшин Борис Борисович

Митин Игорь Владимирович

Сиковский Дмитрий Филиппович

Скачать PDF