МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ (SHELTER IN-PLACE) С УЧЕТОМ СОРБЦИИ ОПАСНОГО ВЕЩЕСТВА НА ПОВЕРХНОСТЯХ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ
- 1. Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Украина
- 2. Донецкий национальный университет, Украина
Description
Цель. Химически опасные объекты, где используются, производятся, хранятся токсичные вещества, а также магистрали, по которым осуществляется транспортировка опасных грузов, представляют собой потенциальные источники аварийного загрязнения атмосферы. В исследовании необходимо осуществить разработку прикладной численной модели для расчета эффективности локальной защиты здания от попадания в него опасных веществ путем применения воздушной завесы и сорбции/десорбции опасного вещества на поверхностях внутри здания. Методика. Для решения гидродинамической задачи взаимодействия воздушной завесы с ветровым потоком и с учетом влияния здания на этот процесс используется модель идеальной жидкости. Для расчета процесса переноса опасного вещества в атмосфере применяется уравнение конвективно-диффузионного переноса примеси. Для расчета процесса загрязнения воздушной среды внутри помещений при затекании в них загрязненного атмосферного воздуха используется модель Karisson & Huber. Данная модель учитывает сорбцию опасного вещества на различных поверхностях внутри помещения. Для численного интегрирования уравнений модели используются разностные методы. Результаты. В работе построена эффективная численная модель оценки эффективности защиты зданий от попадания в них опасных веществ путем применения воздушной завесы. На основе построенной модели проведен вычислительный эксперимент по оценке эффективности данного метода защиты при варьировании места расположения воздушной завесы относительно здания. Научная новизна. Создана численная модель, позволяющая оперативно рассчитать эффективность применения воздушной завесы для снижения инфильтрации загрязненного наружного воздуха в помещение. Практическая значимость. Разработанная численная модель может быть использована для проектирования локальной защиты зданий от попадания в них опасных веществ.
Files
27323-Article Text-49876-1-10-20141003.pdf
Files
(3.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5b456c1ca586824cdfd1b86217b8a4e5
|
3.5 MB | Preview Download |
Additional details
Related works
- Is identical to
- Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/27323 (URL)
References
- Belyayev N.N., Lisnyak V.M. Zashchita atmosfery ot zagryazneniya pri migratsii toksichnykh veshchestv [Protection of the atmosphere from contamination migration of toxic substances]. Dnipropetrovsk, OOO «In-novatsiya» Publ., 2006. 150 p.
- Belyayev N.N., Gunko E.Yu. Mashykhina P.B. Matematicheskoye modelirovaniye v zadachakh ekologicheskoy bezopasnosti i monitoringa chrezvychaynykh situatsiy [Mathematical modeling in problems of en-vironmental safety and emergency monitoring]. Dnipropetrovsk, «Aktsent PP» Publ., 2013. 159 p.
- Berlyand M. Ye. Prognoz i regulirovaniye zagryazneniya atmosfery [Prediction and control of air pollution]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1985. 273 p.
- Gunko Ye.Yu. Otsenka riska toksichnogo porazheniya lyudey pri avariynom vybrose khimicheski opasnogo veshchestva [Risk assessment of toxic shock to persons under the accidental release of the chemically dangerous substances]. Vіsnyk Dnіpropetrovskoho natsіonalnoho unіversitetu zalіznychnoho transportu іmenі akademіka V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2008, issue 20, pp. 87-90.
- Kupayev V.I., Rasskazov S.V. Metody lokalizatsii ochaga avarii i likvidatsii yeye posledstviy na khimicheski opasnykh obyektakh zheleznodorozhnogo transporta [Methods for localization of the accident and elimination of its consequences on the chemically hazardous facilities of railway transport]. Transport: nauka, tekhnika, upravleniye – Transport: Science, Techniques, Management, 2003, no. 4, pp. 28-34.
- Loytsyanskiy L.G. Mekhanika zhidkosti i gaza [Mechanics of fluid and gas]. Moscow, Nauka Publ., 1978. 735 p.
- Marchuk G.I. Matematicheskoye modelirovaniye v probleme okruzhayushchey sredy [Mathematical modeling in the environmental problem]. Moscow, Nauka Publ., 1982. 320 p.
- Mashykhina P.B. Modelirovaniye rasprostraneniya primesi v atmosfere s uchetom relefa mestnosti [Simulation of the distribution impurity in the atmosphere in view of the terrain]. Vіsnyk Dnіpropetrovskoho natsіonalnoho unіversitetu zalіznychnoho transportu іmenі akademіka V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2009, issue 27, pp. 138-142.
- Samarskiy A.A. Teoriya raznostnykh skhem [Theory of difference schemes]. Moscow, Nauka Publ., 1983. 616 p.
- Zgurovskiy M.Z., Skopetskiy V.V., Khrushch V.K., Belyayev N.N. Chislennoye modelirovaniye rasprostraneniya zagryazneniya v okruzhayushchey srede [Numerical simulation of the spread of contamination in the environment]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1997. 368 p.
- Belayev N.N., Khrutch V.K. An engineering approach to simulate the 3-d wind flows over buildings. Proc. of the Fourth Intern. Colloquium on Bluff Body Aerodynamics&Applications, Ruhr-Universitat. Volume of Abstracts. Bochum, 2000, pp. 471-475.
- Belayev N.N., Kazakevitch M.I., Khrutch V.К. Computer simulation of the pollutant dispersion among build-ings. Proc. of the Tenth Intern. Conf. on Wind Engineering «Wind Engineering into 21st Century». Copenhagen, 1999, pp. 1217-1220.
- Biliaiev M. M., Kharytonov M.M. Numerical simulation of indoor air pollution and atmosphere pollution for regions having complex topography. SPS Intern. Tech. Meeting Air Pollution Modeling and its Application XXI. Italy, 2012, pp. 87-91.
- Chester C.V. Technical options for protecting civilians from toxic vapors and gases. Washington, Department of Energy ORNL/TM-0423 Publ., 1988. 50 p.
- Chan W.R., Nazaroff W.W., Price P.N., Gadgil A.J. Effectiveness of Urban Shelter-in-Place. II: Residental Dis-tricts, 2008. 31 р. Available at: http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/928232 (Accessed 29 March 2014).
- Chan R. Wanyu, Price N. Philli, Gadgil. J. Ashok. 84th American Meteorological Society Annual Meeting «Modeling shelter-in-place including sorption on indoor surfaces». Boston, vol. PNFUZ Session 6.5, 2004, pp. 9.
- Protecting buildings and their occupants from airborne hazards. Washington, The Corps Publ., 2001. 25 p.
- Price N. Phillip, Sohn D. Michael, Gadgil J. Ashok. Protecting buildings from a biological or chemical attack: actions to take before or during a release. Honolulu, University Press of the Pacific Publ., 2004. 52 p.
- Ohba Ryohji, Kouchi Akinori, Hara Tomohiro, Yoneda Jiro, Kato Shinsuke. Validation of numerical simulation system for gas diffusion in urban area, 2009. 8 p. Available at: http://www.ciss.iis.u-tokyo.ac.jp/safety/pdflist/pdf/MHI_09_2.pdf (Accessed 29 March 2014).