Browsing by Author "Берлов, Олександр Вікторович"

Now showing 1 - 40 of 47

CFD моделювання в аналізі ефективності систем захисту довкілля та працівників на робочих місцях
(Журфонд, Дніпро, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович
UKR: У моноrрафії розrлянуто питання розробки та оцінки ефективності систем захисту довкілля та працівників на робочих місцях від хімічноrо, шумовоrо, пиловоrо забруднень. Велику увагу приділено розробці математичних моделей для оцінки ефективності використання засобів захисту від пилового забруднення робочих зон біля транспортних маrістралей та на об'єктах rірничого комплексу. Представлено результати розрахунку процесу дифракції ударної хвилі після вибуху на залізнничній станції та забруднення атмосферноrо повітря при горінні ракетного палива.
Аварійне горіння твердого ракетного палива: оцінка ризику ураження людей в робочому приміщенні
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Козачина, Виталий Анатольевич; Калашников, Іван Володимирович
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку комп’ютерної моделі для розрахунку ризику термічного ураження людей у цеху в разі аварійного горіння твердого ракетного палива. Методика. Для розрахунку поля температури в цеху, з метою визначення зон термічного ураження працівників у приміщенні, використано рівняння, що виражає закон збереження енергії. На базі цього моделювального рівняння розраховано поле температур у цеху за наявності джерела емісії тепла – твердого ракетного палива, що горить. Розрахунок поля швидкості повітряного потоку в цеху, з урахуванням розташування перешкод на шляху розповсюдження теплової хвилі, проведено на базі моделі безвихрового руху повітря – рівняння потенціалу швидкості. Чисельне розв’язання рівняння для потенціалу швидкості виконано за допомогою двокрокової скінченнорізницевої схеми умовно апроксимації. Для чисельного розв’язання рівняння енергії використано різницеву схему розщеплення. На першому етапі побудови різницевої схеми виконано розщеплення двовимірного рівняння енергії на систему одновимірних рівнянь. Кожне одновимірне рівняння дозволяє розрахувати зміну температури в одному координатному напрямку. Для визначення температури використано схему біжучого рахунку. Під час проведення обчислювального експерименту враховано повітрообмін у приміщенні. Оцінку ризику термічного ураження персоналу в приміщенні виконано для різних вірогідностей місця аварійного горіння твердого ракетного палива. Результати. За допомогою розробленої чисельної моделі виконано прогнозування зон потенціального ризику термічного ураження персоналу в цеху для різних аварійний ситуацій. Наукова новизна. Побудовано комп’ютерну модель для експрес-оцінки потенціального ризику термічного ураження людей в цеху в разі аварійного горіння твердого ракетного палива. Практична значимість. Розроблено код, що дозволяє швидко моделювати формування температурних полів у цеху у випадку аварійного горіння твердого ракетного палива, та на базі цієї інформації визначати зони потенціального термічного ураження працівників. Розроблена комп’ютерна програма може бути використана для оцінки ризику термічного ураження на підприємствах хімічної промисловості в разі виникнення аварійних ситуацій.
Аналіз динаміки забруднення атмосферного повітря методом чисельного моделювання
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Ночвай, Володимир Іванович; Русакова, Тетяна Іванівна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання рівня хімічного забруднення атмосферного повітря при виникненні екстремальної ситуації, що приводить до розливу гептилу на території промислового об’єкту. Здійснено аналіз формування зон забруднення як на промислових майданчиках, так і в сельбищній зоні, що розташована поблизу промислового об’єкту. Для рішення такої задачі потрібно створення багатофакторних математичних моделей, які дозволяють оперативно визначати області забруднення, що формуються під час екстремальної ситуації. Мета роботи: створити комп’ютерну модель для оперативного аналізу областей забруднення, що формуються під час аварійної емісії в атмосферу хімічно небезпечних речовин. Методика. Комп’ютерну модель створено на базі чисельної моделі, що є різницевим аналогом багатофакторного кінематичного рівняння масопереносу домішки в атмосферному повітрі. Рівняння масопереносу враховує тривимірне поле швидкості вітру, атмосферну дифузію, інтенсивність викиду хімічно- небезпечної речовини в повітря. Для чисельного інтегрування тривимірного рівняння масоперносу використовується чотирикрокова кінцево-різницева схема розщеплення. Визначення концентрації хімічно- небезпечної речовини на кожному кроці розщеплення реалізується за явною формулою. Для розрахунку інтенсивності емісії хімічно-небезпечної речовини від зони аварійного розливу використовується емпірична залежність. Наукова новизна. Розроблено чисельну модель та здійснено її програмну реалізацію для оперативного аналізу формування областей аварійного забруднення в атмосфері. Модель враховує комплекс факторів, що впливають на процес поширення домішки в атмосфері. Практична значущість. Розроблено програму для розрахунку динаміки забруднення атмосферного повітря на базі запропонованої чисельної моделі. Це дозволяє методом обчислювального експерименту аналізувати наслідки аварійних розливів на території хімічно-небезпечних об’єктів. Висновки. Створено ефективний інструмент для оперативного аналізу рівня забруднення атмосферного повітря внаслідок емісії хімічно небезпечних речовин. Представлені результати обчислювального експерименту.
Аналіз ефективності використання захисних екранів на зниження рівня забруднення повітря
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2023) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Якубовська, Зінаїда Миколаївна
UKR: Розглянуто задачу оцінки зон хімічного забруднення біля магістралі, де розташовані захисні екрани різної геометричної форми. Метою роботи є розробка чисельних моделей для розрахунку зон забруднення, що утворюються біля захисних екранів, а також проведення лабораторного експерименту з аналізу закономірностей формування зон забруднення біля екранів складної геометричної форми. Для математичного моделювання процесу утворення зон забруднення біля захисного екрана використовується рівняння конвективно-дифузійного переносу домішок. Це рівняння враховує атмосферну дифузію, швидкість вітру, інтенсивність викидів хімічно небезпечної речовини, розташування джерела викидів і форму захисного екрана. Для вирішення задачі аеродинаміки використовуються рівняння Нав'є-Стокса і рівняння Лапласа для потенціалу швидкості. Скінченно-різницеві методи використовуються для чисельного інтегрування рівнянь моделювання. На основі розроблених числових моделей створено пакет прикладних програм. Побудовано числові моделі та пакет програм, що дозволяють практично в режимі реального часу досліджувати процес формування ділянок забруднення поблизу автомагістралі. Наведено результати обчислювального експерименту.
Аналіз ефективності всмоктувальної системи для зниження рівня забруднення повітря в робочих зонах
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Козачина, Віталій Анатолійович; Золотько, Олена Василівна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання ефективності використання всмоктувальної системи, що розташована біля автотраси та дозволяє зменшити рівень хімічного забруднення повітря в робочих зонах. Ця система змінює аеродинаміку повітряного потоку та створює динамічну перепону на шляху забрудненого повітря, що рухається в робочі зони. На етапі проектування систем захисту повітря від забруднення в робочих зонах потрібно мати розрахункові методи, що дозволяють визначити ефективність її для конкретних умов експлуатації. Мета дослідження − розроблення математичних моделей та програмного забезпечення для проведення обчислювального експерименту з визначення ефективності використання всмоктувальної системи, розташованої біля автотраси. Методика. Для математичного моделювання поширення забруднювальних речовин у робочих зонах біля автотраси та з використанням всмоктувальної системи захисту застосовується аеродинамічна модель потенціального руху та рівняння конвективно- дифузійного переносу домішки в повітрі. Запропонована математична модель дає можливість урахувати швидкість вітру, турбулентну дифузію, інтенсивність викиду домішки від авто, режим роботи всмоктувальної системи, присутність екрану на цій системі. Для розв’язання задачі аеродинаміки використовуються дві скінченнорізницеві схеми, що дозволяють визначити потенціал швидкості за явною формулою. Для чисельного інтегрування рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки застосовується метод розщеплення. Розроблено комп’ютерну програму для проведення обчислювального експерименту на базі побудованих чисельних моделей. Наукова новизна. Розроблено чисельні моделі для розв’язання задач аеродинаміки та масопереносу стосовно проблеми оцінювання ефективності використання спеціальної всмоктувальної системи, що дозволяє зменшити рівень забруднення повітря в робочих зонах біля автотраси. Практична значимість. На базі розробленої моделі створено код, що дозволяє оперативно розраховувати процес забруднення повітря як біля автошляху, так і в робочих зонах, для захисту яких використовуються всмоктувальні системи. Висновки. Побудовані чисельні моделі дають змогу швидко оцінювати ефективність використання спеціальної всмоктувальної системи, що встановлюється біля автотраси. Моделі враховують найбільш суттєві фізичні фактори, які впливають на формування областей забруднення біля автотраси. Практичне застосування моделей не потребує потужних комп’ютерів. Наведено результати обчислювального експерименту.
Аналіз наслідків екстремальних ситуацій на базі чисельних моделей
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2023) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Біляєва, Вікторія Віталіївна
UKR: У доповіді розглянуто деякі класи чисельних моделей, які були побудовані для прогнозування наслідків надзвичайних ситуацій на промислових підприємствах. Розроблено перший клас моделей для прогнозування хімічного забруднення повітря при аварійних викидах токсичних речовин. Моделювання здійснюється на основі фундаментальних рівнянь аеродинаміки та масообміну. Для чисельного розв’язування рівнянь моделювання використовуються різницеві схеми розщеплення. Другий клас моделей CFD призначений для оцінки ризику термічного ураження людей у разі теплового забруднення повітряного середовища. Третій клас моделей був розроблений для оцінки ризику ураження людей при русі ударної хвилі. Для вирішення цієї задачі використовувалися рівняння Ейлера. На основі запропонованих числових моделей розроблено комп’ютерні коди.
Використання «TX ACTIVE» поверхні на будівлях для зниження рівня хімічного забруднення повітря в робочих зонах
(European Scientific Institute, ESI, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович
UK: Розглядається задача оцінювання рівня забруднення повітря в робочих зонах на відкритій місцевості при використанні TX ACTIVE поверхонь на стінках будівель. Ставиться задача розробки чисельної моделі, що дозволяє швидко визначати рівень забруднення повітря в робочих зонах з урахування TX ACTIVE поверхонь. Для розрахунку процесу поширення забруднювача в повітрі використовується рівняння масопереносу, що враховує поширення забруднювача за рахунок конвекції та дифузії. Для визначення поля швидкості повітряного потоку при наявності будівель використовується двовимірна модель потенціального руху. Для чисельного рішення рівняння для потенціалу швидкості використовується явна різницева схема. Для чисельного інтегрування рівняння масопереносу використовується метод розщеплення. Створена комп’ютерна програма на базі розробленої чисельної моделі. Представлені результати обчислювального експерименту.
Використання габіонів для захисту від ураження нафтосховища
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Калашніков, Іван Володимирович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Полторацька, Вікторія Миколаївна
UKR: Мета. Під час вибуху дрона утворюють уламки, що спричиняють ризик ураження як людини, так і об’єктів на промисловому майданчику. Тому основною метою роботи є оцінювання ефективності використання габіонів із різними наповнювачами для зменшення ризику ураження стінки нафтосховища уламками, що з’являються під час вибуху дрона на промисловому майданчику, а також аналіз величини позаперешкодної швидкості руху уламків. Методика. Для аналізу ефективності використання габіонів як захисних споруд нафтосховища під час розлітання уламків дрона використано чисельну модель, що базується на інтегруванні рівняння руху матеріальної точки. Рівняння руху уламка базуються на другому законі Ньютона. Такий підхід дозволяє визначити позаперешкодну швидкість уламка після проходження тіла захисної перешкоди – габіону. Побудована чисельна модель враховує початкову швидкість уламка, його розмір, напрям руху, висоту викиду, а також матеріал, яким наповнено тіло габіону. На базі цієї чисельної моделі створено комп’ютерну програму для проведення обчислювального експерименту. Результати. Розроблено ефективний інструмент аналізу ризику ураження нафтосховища від метальної дії уламків, що утворюються в разі вибуху дрона, та аналізу ефективності використання габіонів. Подано результати обчислювальних експериментів. Наукова новизна. Побудовано швидкорозрахункову чисельну модель для оперативного аналізу ефективності використання габіонів, які мають різне наповнення та які використовують для захисту нафтосховища на промисловому майданчику від метальної дії уламків, що утворюються під час вибуху дрона. Практична значимість. Розроблено комп’ютерну програму для розрахунку динаміки руху уламків у повітрі та в тілі габіону. Використання цієї програми дозволяє підібрати раціональні розміри захисної перешкоди – габіону на промисловому майданчику для захисту нафтосховища від ураження.
Дослідження впливу захисних бар’єрів на зменшення ризику виникнення захворювань у працівників
(ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, 2025) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Машихіна, Поліна Борисівна; Тимошенко, О. А.
UKR: Постановка проблеми. Викиди від автотранспорту створюють значні зони хімічного забруднення повітря біля автодоріг. Поблизу автомобільних доріг часто розташовуються торгівельні павільйони. Таке розташування людей протягом робочого дня біля магістралі створює ризик захворювання працівників. Тому важливо знизити інтенсивність забруднення повітря. Найпростішим і найефективнішим способом захисту від забруднення атмосферного повітря поблизу автомобільних доріг є використання бар’єрів. Для обґрунтування параметрів захисного бар’єру потрібно мати спеціалізовані математичні моделі. Мета роботи. Розробка чисельних моделей для розрахунку рівня забруднення робочих зон біля автодоріг з метою визначення ефективності використання захисних бар’єрів для зниження ризику захворювань у працівників. Методика. Для математичного моделювання поширення домішки при наявності захисних бар’єрів використовуються двовимірні рівняння аеродинаміки та масопереносу. Розроблена чисельна модель дозволяє врахувати профіль швидкості повітряного потоку, атмосферну дифузію, інтенсивність емісії домішки, швидкість гравітаційного осадження домішки в повітрі. Для чисельного інтегрування моделюючих рівнянь аеродинаміки та масопереносу використовуються кінцево-різницеві схеми розщеплення. Наукова новизна. Запропонована ефективна чисельна модель, що дозволяє визначати поле концентрації небезпечної речовини біля автотраси. Модель дозволяє аналізувати зони забруднення повітря з урахуванням впливу захисного бар’єру, що розташований біля автодороги. На базі даних про розподіл концентрації небезпечної речовини визначається ризик появи захворювань у людини, що знаходиться в зоні впливу викидів від автотранспорту. Практична значущість. Побудована модель може бути використана для експрес прогнозу рівня небезпеки для працівників, чия робоча зона розташовується біля автодороги. Висновки. Здійснена програмна реалізація розробленої чисельної моделі, проведений обчислювальний експеримент, що проілюстрував ефективність використання розробленої чисельної моделі для рішення прикладних задач.
Дослідження ефективності використання захисних екранів різної форми для зниження забруднення повітря
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2023) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Козачина, Віталій Анатолійович; Якубовська, З. М.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання ефективності використання захисних екранів різної геометричної форми для зниження рівня забруднення повітря. Такі екрани дозволяють змінити аеродинаміку повітряного потоку та перенаправити рух забрудненого повітря від робочих зон в інший бік. Мета роботи − дослідження ефективності використання захисних екранів різної геометричної форми для зниження рівня забруднення, створення тривимірної числової моделі для аналізу ефективності використання захисних екранів. Методика. Для аналізу ефективності екранів різної геометричної форми застосовується метод фізичного експерименту в лабораторних умовах. Для математичного моделювання поширення домішки за наявності екранів використовуються тривимірні рівняння аеродинаміки та масопереносу. Розроблена числова модель дозволяє врахувати профіль швидкості повітряного потоку, атмосферну дифузію, інтенсивність емісії домішки, швидкість гравітаційного осадження домішки в повітрі. Для числового інтегрування моделювальних рівнянь аеродинаміки та масопереносу використовуються скінченнорізницеві схеми розщеплення. Наукова новизна. Експериментальним шляхом отримано дані щодо ефективності використання чотирьох захисних екранів, які відрізняються геометричною формою. Експериментальні дані дають можливість здійснити первинне оцінювання впливу різних екранів на зниження рівня забруднення в робочих зонах. Розроблена швидкорозрахункова 3D числова модель для розв’язання задач аеродинаміки та масопереносу стосовно проблеми оцінювання ефективності використання екранів у зонах, де має місце забруднення атмосферного повітря. Практична значимість. Експериментальні дані дають можливість обґрунтувати вибір захисного екрана біля автотраси або іншої ділянки на промисловому майданчику, де має місце емісія домішки. На базі розробленої математичної моделі створено комп’ютерний код, що дозволяє прогнозувати інтенсивність забруднення повітря за наявності перешкод, які змінюють аеродинаміку та напрям переносу домішки в атмосфері. Висновки. Результати фізичного експерименту дозволяють уявити закономірності формування областей забруднення біля захисних екранів різної геометричної форми. Розроблена математична модель дозволяє оцінювати забруднення повітря в областях, де є перешкоди на шляху руху домішки. Наведено результати фізичного та обчислювального експериментів.
Експериментальне та теоретичне моделювання процесів пилового забруднення
(Warszawa, Poland, 2025) Біляєв, Микола Миколайович; Козачина, Віталій Анатолійович; Кіріченко, Павло Сергійович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович
UKR: Пилове забруднення повітря має місце в різних промислових областях, особливо, в гірничій промисловості. Пилове забруднення повітря є причиною професійних захворювань у людей. Це потребує поглибленого дослідження процесів пилоутворення, розповсюдження пилу в робочих зонах. В статті наведено результати лабораторних досліджень по визначенню інтенсивності емісії мінерального пилу від забрудненої ділянки. Лабораторні дослідження проведено при різній швидкості повітряного потоку. Обробка даних експериментів дозволило отримати емпіричну модель. Емпірична модель дає можливість оцінювати інтенсивність емісії мінерального пилу. Розроблено чисельні моделі аеродинаміки та масопереносу для прогнозуванні пилового забруднення повітря в робочих зонах. Моделі базуються на використанні кінцеворізницевих схем розщеплення для інтегрування фундаментальних рівнянь механіки суцільного середовища.
Експрес-розрахунок забруднення робочих зон біля транспортного коридору у випадку екстремальних ситуацій на залізниці
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2023) Біляєва, Вікторія Віталіївна ; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Тимошенко, О. А.; Полторацька, Вікторія Миколаївна
UKR: 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.
Екстремальні ситуації на об’єктах паливно-енергетичного комплексу: оцінювання ризику ураження людини
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2023) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Тимошенко, О. А.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання зон ураження людей у разі виникнення екстремальної ситуації на АЗС, розташованій в людному місці м. Дніпро. Здійснюється аналіз розмірів зон теплового забруднення повітря та зони можливого ураження людей у випадку розлітання уламків, через виникнення екстремальної ситуації на АЗС. Для розв’язання задач даного класу потрібна розробка спеціалізованих математичних моделей. Мета роботи – оцінювання ризику ураження людини від метальної дії уламків під час пожежі на АЗС у випадку виникнення екстремальної ситуації. Методика. Для аналізу зон ураження під час розльоту уламків використовується числова модель, що базується на інтегруванні другого закону Ньютона для руху матеріальної точки в повітрі. На базі даної числової моделі створено комп’ютерну програму. Для аналізу зон теплового забруднення під час пожежі на АЗС використовується числове інтегрування рівняння енергії, яке враховує швидкість руху повітряних мас, коефіцієнти температуропровідності, температуру повітря на місці пожежі. Наукова новизна. Розроблено ефективну числову модель для аналізу зон ураження від метальної дії уламків. Визначено зони ураження за можливої пожежі на АЗС в м. Дніпро. Практична значущість. Розроблено програму для розрахунку динаміки руху уламків у повітрі. Це дозволяє визначати зони ураження від метальної дії уламків різного розміру. Визначено зони теплового забруднення повітря, що дозволяють оцінювати ризик термічного ураження людей. Висновки. Розроблено ефективний інструмент аналізу ризику ураження людей уламками під час пожежі на АЗС. Наведено результати обчислювальних експериментів.
Засіб захисту навколишнього середовища при імпульсній емісії токсичних речовин на залізничному транспорті
(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2016) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович
UK: Виконано оцінку вразливості залізничного вагона при пострілі з автомата АК-47. Запропоновано ефективний метод для підвищення безпеки вантажу в вагоні шляхом застосування керамічної стінки, що додатково встановлюється в вагоні. Розроблений засіб захисту атмосфери від забруднення при горінні твердого ракетного палива, що знаходиться в рухомому залізничному вагоні. Створений методу розрахунку для обґрунтування ефективності запропонованого засобу захисту на основі чисельного моделювання процесу розсіювання домішки в атмосфері. Розроблена чисельна модель, що дозволяє виконати оцінку ефективності запропонованого засобу захисту з урахуванням тих фізичних параметрів, які впливають на цей процес. Для розв’язання поставленої задачі розроблена чисельна модель, заснована на застосуванні багатовимірного рівняння масопереносу. Для чисельного інтегрування рівняння транспорту забруднювача використовувалася неявна поперемінно-трикутна різницева схема. При побудові різницевої схеми здійснюється фізичне і геометричне розщеплення рівняння переносу на чотири кроки. Невідоме значення концентрації забруднювача на кожному кроці розщеплення визначається за явною схемою – методу біжучого рахунку. При проведенні обчислювального експерименту враховувалися швидкість вітрового потоку, швидкість потягу, процес емісії хімічно небезпечної речовини та нейтралізатора. На основі побудованої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент по оцінці рівня забруднення атмосфери при загорянні в рухомому залізничному вагоні небезпечного вантажу. Проведено розрахунки щодо застосування нейтралізації продуктів горіння твердого ракетного палива. Запропоновано ефективний засіб захисту атмосфери від забруднення при емісії небезпечної речовини з вагона, що рухається. Розроблено чисельну модель, яка дозволяє оперативно розрахувати забруднення атмосфери в разі аварії при транспортуванні твердого ракетного палива, а також розрахувати раціональні параметри процесу нейтралізації забруднювача. Ця модель може використовуватися для серійних розрахунків з моделювання різних сценаріїв аварійних ситуацій.
Зниження ризику ураження у випадку метальної дії уламків
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Калашніков, Іван Володимирович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Тимошенко, О. А.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання ризику ураження нафтосховища уламками у разі вибуху дрона. Здійснюється аналіз величини швидкості руху уламка та ефективності використання захисної перешкоди для зупинення руху уламка в напрямі нафтосховища. Мета роботи – оцінення ризику ураження стінки нафтосховища та ефективності використання захисної перешкоди від метальної дії уламків від вибуху дрона. Методика. Для аналізу ризику ураження нафтосховища при розльоті уламків дрона використовується чисельна модель, що базується на інтегруванні рівняння руху матеріальної точки та емпіричної моделі, що дозволяє визначити швидкість уламка після проходження тіла захисної перешкоди. Побудована чисельна модель враховує початкову швидкість уламка, розмір уламка, напрям руху уламка, висоту викиду уламка. На базі даної чисельної моделі створено комп’ютерний код для проведення обчислювального експерименту. Наукова новизна. Розроблено ефективну математичну модель для аналізу ризику ураження нафтосховища від метальної дії уламків, що утворюються від вибуху дрона. Модель дозволяє визначити ефективність використання перешкоди для захисту нафтосховища від метальної дії уламків. Практична значущість. Розроблено комп’ютерний код для розрахунку динаміки руху уламків у повітрі, що утворюються від вибуху дрона. Використання цього коду дозволяє підібрати раціональні розміри захисної перешкоди на промисловому майданчику для захисту нафтосховища від ураження. Висновки. Розроблено ефективний інструмент аналізу ризику ураження нафтосховища від метальної дії уламків, що утворюються від вибуху дрона. Наведено результати обчислювальних експериментів.
Комплексне оцінювання зон забруднення за екстремальних ситуацій на енергетичних об’єктах
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Ukraine, 2023) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Калашніков, Іван Володимирович ; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Тимошенко, О. А.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача прогнозування зон ураження за різних видів техногенного навантаження у випадку виникнення екстремальної ситуації на АЗС. Комплексне прогнозування включає визначення областей хімічного, теплового та механічного забруднення у разі виникнення екстремальної ситуації на АЗС. Мета роботи − розроблення теоретичного інструментарію та пакета програм для комплексного прогнозування зон хімічного, теплового та хімічного забруднення навколишнього середовища за виникнення екстремальної ситуації на АЗС. Методика. Для прогнозування зон хімічного, теплового та механічного забруднення навколишнього середовища за виникнення екстремальної ситуації на АЗС використовуються фундаментальні рівняння механіки суцільного середовища: для розрахунку зон хімічного забруднення − рівняння масопереносу; для визначення зон теплового забруднення атмосферного повітря − рівняння енергії; для розрахунку зон механічного забруднення використовується другий закон Ньютона. Інтегрування моделювальних рівнянь здійснюється чисельним шляхом. Створено спеціалізований пакет програм для комплексного прогнозування забруднення навколишнього середовища. Наукова новизна. Запропоновано спеціалізований пакет програм на базі розроблених чисельних моделей для оцінювання зон хімічного, теплового та механічного забруднення, що виникає у випадку екстремальної ситуації на АЗС. На основі розроблених чисельних моделей здійснено оцінювання комплексного забруднення навколишнього середовища за екстремальної ситуації на АЗС в м. Дніпро. Практична значущість. Розроблені чисельні моделі реалізовані у вигляді пакета прикладних програм, що має широкий робочий діапазон. Пакет програм орієнтований на розв’язання задач у галузі екологічної безпеки та охорони праці. Визначення зон хімічного, теплового та механічного забруднення довкілля за допомогою розробленого пакета програм буде важливим для розроблення ПЛАСу. Висновки. Створено ефективний інструмент теоретичного аналізу зон забруднення, що формуються за екстремальної ситуації на АЗС. Наведено результати обчислювальних експериментів.
Математична модель для оцінення ризику термічного ураження у випадку пожежі на об’єктах паливно-енергетичного комплексу
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2023) Біляєв, Микола Миколайович; Петренко, Володимир Дмитрович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Тимошенко, О. А.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача прогнозування теплового забруднення повітря та оцінки ризику термічного ураження людей під час пожежі на промисловому майданчику. Ставиться задача розрахувати3D температурних полів під час пожежі та на базі цього оцінити ризик термічного ураження людей. Мета – розроблення3D чисельної моделі для розрахунку теплового забруднення повітря та оцінення ризику термічного ураження працівників на промисловому майданчику під час пожежі. Методика. Для моделювання процесу теплового забруднення повітря на промисловому майданчику у разі виникнення пожежі використано тривимірне рівняння енергії. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку на промисловому майданчику застосовується тривимірне рівняння для потенціалу швидкості. Для чисельного інтегрування рівняння для потенціалу швидкості – метод розщеплення. Для чисельного інтегрування тривимірного рівняння енергії здійснюється його розщеплення на диференціальному рівні на два рівняння. Перше рівняння описує поширення температури внаслідок руху повітряних мас. Друге рівняння описує поширення температури внаслідок теплопровідності. Для чисельного інтегрування першого рівняння використовується змінно-трикутна різницева схема розщеплення. Для чисельного інтегрування другого рівняння –явна різницева схема. Наукова новизна. Побудована 3D чисельна модель, що дозволяє швидко розраховувати динаміку формування областей теплового забруднення повітря на промисловому майданчику та на базі цієї інформації прогнозувати ризик термічного ураження людей в робочих зонах на промисловому майданчику та базується на чисельному інтегруванні рівнянь аеродинаміки та теплопереносу. Модель дозволяє швидко розраховувати динаміку формування теплових зон на промисловому майданчику у випадку пожежі. Практична значущість. Розроблена модель дозволяє прогнозувати динаміку зміни температурних полів у повітрі, що виникають під час пожежі на промисловому майданчику. Чисельна модель може бути використана для визначення зон інтенсивного теплового забруднення та оцінення ризику термічного ураження працівників. Висновки. На базі розробленої3D чисельної моделі створено код для проведення обчислювального експерименту. Розроблений код дозволяє швидко розрахувати динаміку формування областей теплового забруднення повітря на промисловому майданчику під час пожежі. На основі отриманої інформації оцінюється ризик термічного ураження працівників. Наведено результати обчислювального експерименту.
Математичне моделювання в задачах промислової безпеки та охорони праці
(Роман Козлов, Кривий Ріг, 2017) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Кириченко, Павло Сергійович
UK: У монографії розглянуті питання оцінки та прогнозу наслідків екстремальних ситуацій, які відбуваються на хімічно небезпечних об'єктах. Розроблені моделі класу «diagnostic models», які дозволяють проводити прогноз можливих негативних наслідків екстремальних ситуацій, що пов'язані з емісією хімічно небезпечних речовин. Представлені результати вирішення комплексу прикладних задач в області промислової безпеки та охорони праці. Для студентів, аспірантів, наукових працівників, що спеціалізуються в галузі промислової безпеки, охорони праці, математичного моделювання, екологічної безпеки.
Математичне моделювання забруднення повітря біля автодоріг та оцінювання ризику захворювань у людей, які перебувають у зоні впливу викидів від автомобілів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Кузнецов, Віталій Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга Віталіївна; Машихіна, Поліна Борисівна
UKR: Мета. Робота спрямована на розробку чисельної 2D-моделі, яка дозволяє швидко розрахувати всмоктування забрудненого повітря біля дороги. Швидка розрахункова модель CFD, має враховувати метеорологічні параметри, всмоктувальну трубу біля дороги для видалення забрудненого повітря, швидкість викиду токсичних газів. Методика. Розроблена модель базується на рівнянні потенційного потоку та рівнянні масопереносу забруднювача. Рівняння потенційного потоку використовують для обчислення вітрового потоку біля дороги у разі застосування всмоктувальної труби. Для розв’язання рівняння потенційної течії використано метод чисельного інтегрування Лібмана. Для розв’язання рівняння конвективно-дифузійної дисперсії використано неявну змінно-трикутну різницеву схему. Чисельне інтегрування здійснено за допомогою прямокутної різницевої сітки. Для створення форми комплексної розрахункової зони використано метод пористості («метод маркерів»). Викиди токсичних газів від автомобіля змодельована за допомогою дельта-функції Дірака для точкового джерела. Результати. Розроблена чисельна 2D-модель враховує основні фізичні фактори, що впливають на процес розсіювання забруднювальних речовин біля дороги. Модель враховує вплив автомобіля та всмоктувальної труби, розташованої біля дороги для видалення забрудненого повітря. На основі розроблених чисельних моделей проведено обчислювальний експеримент для оцінки впливу застосування всмоктувальної труби на локальне забруднення атмосферного повітря біля дороги. Наукова новизна. Розроблена чисельна модель дозволяє розрахувати двовимірну схему потоку біля дороги, де використано такий захід пом’якшення, як всмоктувальна труба. Модель дозволяє виконувати швидкі розрахунки забруднення повітря з урахуванням впливу захисного бар’єру. На базі даних про розподіл концентрації небезпечної речовини визначено ризик появи захворювань у людини, яка перебуває в зоні впливу викидів від автотранспорту. Практична значимість. Здійснено програмну реалізацію розробленої чисельної моделі, проведено обчислювальний експеримент, що проілюстрував ефективність використання моделі для вирішення прикладних задач. Наведено результати чисельного експерименту.
Математичне моделювання забруднення повітря в робочому приміщенні
(НТУ “Дніпровська Політехніка”, Дніпро, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Козачина, Віталій Анатолійович; Берлов, Олександр Вікторович; Цуркан, Валерія Вячеславівна
UKR: Мета. Розробка CFD моделі та комп’ютерного коду для аналізу та прогнозу процесу фор-мування областей хімічного забруднення в робочому приміщенні при аварійному витоку небезпечної речовини, що дозволяють врахувати вплив перешкод та роботи вентиляційної системи на цей процес. Методика. Для розрахунку процесу формування з часом областей хімічного забруднення в робочому приміщенні використовується рівняння масопереносу. Для розв’язання задачі аеродинаміки – визначення поля швидкості повітряного потоку в приміщенні – використовуються рівняння Нав’є-Стокса. Для чисельного рішення моделюючих рівнянь використовуються кінцево-різницеві схеми розщеплення. На базі розробленої чисельної моделі створено комп’ютерний код для проведення обчислювальних експериментів. Результати. Створено ефективну CFD модель та комп’ютерний код, що дозволяють швидко аналізувати рівень хімічного забруднення робочих приміщень при можливих аварійних ситуаціях, що супроводжуються емісією небезпечних речовин. Представлено результати обчислювального експерименту. Наукова новизна. Розроблено ефективну CFD модель, що дозволяє розрахувати динаміку формування областей хімічного забруднення повітря в робочому приміщенні при аварійному витоку хімічно небезпечної речовини. Практична значимість. На базі запропонованої CFD моделі розроблено комп’ютерний код, що дозволяє визначати динаміку формування областей забруднення в робочому приміщенні при аварійній емісії небезпечних речовин. Модель може бути використана для аналізу ризику токсичного ураження персоналу в робочих приміщеннях.
Математичне моделювання нестаціонарного процесу забруднення повітря
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2023) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Якубовська, З. М.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача визначення динаміки забруднення повітря в робочому приміщенні під час затікання в нього повітря, що містить хімічно небезпечну речовину. Особливість даної задачі полягає в тому, що на формування областей забруднення в приміщенні впливають багато факторів, особливо внутрішня геометрія (наявність технологічного обладнання в приміщенні, меблі тощо). Тому потрібно мати спеціалізовані математичні моделі, що дозволяють прогнозувати рівень хімічного забруднення повітря в приміщенні заданого типу забруднення. Мета–розроблення тривимірної чисельної моделі аеродинаміки повітряного потоку в приміщенні та масопереносу хімічно небезпечної речовини, що потрапляє в приміщення крізь систему вентиляції, для прогнозування ризику токсичного ураження працівників. Методика. Для моделювання процесу поширення хімічно небезпечної речовини в повітрі робочого приміщення використовується тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу хімічно небезпечної речовини. Поле швидкості повітряного потоку в робочому приміщенні розраховується на базі моделі потенціального руху нестислої рідини. Для чисельного інтегрування рівняння Лапласа для потенціалу швидкості використовуються дві скінченнорізницеві схеми. Для чисельного інтегрування тривимірного рівняння масопереносу домішки застосовуються метод розщеплення та скінченнорізницеві схеми. На кожному кроці розщеплення невідоме значення концентрації домішки обчислюється за явною формулою. Для проведення обчислювальних експериментів на базі розробленої чисельної моделі створено комп’ютерний код. Наукова новизна. Розроблено тривимірну чисельну модель для аналізу динаміки формування областей хімічного забруднення повітря в робочих приміщеннях у разі потрапляння домішки в приміщення скрізь систему вентиляції. Особливість моделі –врахування основних фізичних факторів, що впливають на формування областей забруднення та швидкість розрахунку. Практична значущість. Чисельна модель та комп’ютерний код, розроблений на її основі, дозволяють розв’язувати специфічні задачі, що виникають під час оцінювання ризику токсичного ураження працівників на хімічно небезпечних об’єктах. Висновки. Створено ефективну тривимірну чисельну модель та комп’ютерний код, що дозволяють прогнозувати рівень хімічного забруднення робочих приміщень за потрапляння токсичної речовини в приміщення крізь систему вентиляції. Наведено результати обчислювального експерименту.
Математичне моделювання процесу забруднення атмосферного повітря при аварійному витоку аміаку
(Österreichisches Multiscience Journal, Austria, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Машихіна, Поліна Борисівна; Якубовська, Зінаїда Миколаївна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається розробка математичної моделі для аналізу динаміки формування зони хімічного зараження при можливому аварійному витоку аміаку з пошкодженого трубопроводу. Мета роботи − оцінювання інтенсивності забруднення повітря при аварії на аміакопроводі з метою визначення зон хімічного ураження. Методика. Моделювання здійснюється на базі рівняння конвективно-дифузійного розповсюдження домішки. При моделюванні враховується турбулентна дифузія аміаку, нерівномірний вертикальний профіль швидкості вітру, інтенсивність викиду аміаку. Чисельне інтегрування моделюючого рівняння здійснюється методом розщеплення. Для рішення різницевих рівнянь, на кожному кроці розщеплення, використовується явна схема. Здійснена програмна реалізація побудованої чисельної моделі. Представлено результати математичного моделювання. Наукова новизна. Запропоновано чисельну модель, що дозволяє розрахувати зон хімічного ураження при аварійному викиді аміаку на аміакопроводі. Практична значимість. На базі розробленої моделі створено код, що дозволяє оперативно розраховувати зони інтенсивного хімічного забруднення при аварії на аміакопроводі. Висновки. Розглянута чисельна модель для оперативного аналізу формування зони хімічного зараження при аварійному витоку аміаку з трубопроводу. На підставі виконаного обчислювального експерименту визначено значний ризик токсичного ураження людей в с.м.т. Синельникове, біля якого розташований аміакопровод «Тольятті-Одеса».
Математичне моделювання процесу формування кислотних дощів у разі викидів із ТЕС
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Петренко, Володимир Дмитрович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Звонарьова, Ольга Віталіївна
UKR: Мета. Відомо, що кислотні дощі негативно впливають на навколишнє середовище. Формування кислотних опадів в атмосфері відбувається внаслідок хімічної взаємодії продуктів горіння палива та атмосферної вологості. Кислотні дощі призводять до втрати врожаю, погіршення плодючості землі, закислення води у водоймах. Актуальною проблемою залишається розробка науково обґрунтованих методів дослідження інтенсивності такого кислотного забруднення атмосферного повітря та поверхні ґрунту в регіонах, де мають місце значні викиди від ТЕС. Для розв’язання цієї задачі важливо використовувати математичне моделювання, оскільки визначити експериментальним шляхом вплив викидів від ТЕС на формування кислотних дощів неможливо. Тому основною метою роботи є створення математичної моделі для прогнозування утворення кислотних дощів у разі викидів з ТЕС. Методика. Для прогнозування процесу формування кислотного дощу використано тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу забруднювача, що враховує профіль швидкості вітру, атмосферну стратифікацію, інтенсивність емісії домішки, напрям вітру. Це рівняння також використано для опису процесу перенесення водної пари в атмосферному повітрі. Щоб описати процес утворення кислоти в атмосферному повітрі, використано стехіометричне співвідношення. Чисельне інтегрування моделювального рівняння переносу здійснено за допомогою методу розщеплення. Результати. Побудовано багатофакторну чисельну модель, що дозволяє визначати зони, де формуються кислотні дощі. Розглянуто задачу прогнозування формування кислотного дощу в разі викидів від ТЕС на базі побудованої чисельної моделі. Наукова новизна. Запропоновано чисельну модель для прогнозування виникнення кислотного дощу внаслідок викидів із ТЕС. Модель є багатофакторною та враховує конвекцію, атмосферну дифузію, нерівномірний профіль вітру. Створено комп’ютерний код, що дозволяє оперативно оцінювати зони кислотного забруднення. Практична значимість. Розроблений комп’ютерний код для аналізу зон кислотного забруднення довкілля в разі промислових викидів дає можливість прогнозувати інтенсивність такого забруднення в різних метеоумовах.
Моделювання забруднення довкілля в разі емісії аміаку з пошкодженого трубопроводу
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Амеліна, Лариса Володимирівна; Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Вергун, О. О.; Русакова, Тетяна Іванівна
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку гідравлічної моделі для розрахунку нестаціонарного витоку аміаку з пошкодженого трубопроводу та імплементацію цієї моделі в чисельну модель прогнозу аварійного забруднення атмосфери. Методика. Для розв’язання поставленої задачі використано розрахункові залежності гідравліки напірних потоків. Для розрахунку процесу випарювання аміаку з пошкодженого трубопроводу також використано емпіричну модель. Для розрахунку процесу розповсюдження аміаку в атмосферному повітрі використано тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки. Під час математичного моделювання розповсюдження аміаку з пошкодженого трубопроводу враховано зміну з висотою швидкості вітрового потоку, а також зміну з висотою вертикального коефіцієнта атмосферної дифузії, динаміку зміни з часом інтенсивності витоку аміаку з пошкодженого трубопроводу. Для чисельного розв’язання тривимірного диференціального рівняння переносу аміаку в атмосферному повітрі здійснено його фізичне розщеплення: виділено рівняння, що описує перенос домішки за рахунок конвекції, рівняння, що описує перенос домішки за рахунок атмосферної дифузії, та рівняння, що описує зміну концентрації аміаку в повітрі внаслідок дії джерела емісії. Для чисельного інтегрування рівняння конвективного переносу аміаку в повітрі використано метод Мак-Кормака, рівняння дифузійного переносу домішки – метод Річардсона, рівняння, що описує зміну концентрації аміаку під дією джерела емісії, – метод Ейлера. Результати. На основі розробленої моделі нестаціонарного витоку аміаку з пошкодженого трубопроводу та чисельної моделі розповсюдження аміаку в атмосферному повітрі проведено обчислювальний експеримент для оцінки рівня забруднення атмосферного повіт-ря та підстильної поверхні у випадку аварійного витоку аміаку на ділянці, де аміакопровід «Тольятті – Одеса» перетинає річку Дніпро. Отримано дані щодо нестаціонарного забруднення довкілля. Наукова новизна. Розроблено математичну модель, що дозволяє розраховувати нестаціонарний процес витоку аміаку з пошкодженого трубопроводу. Запропоновано чисельну модель для визначення областей забруднення в разі аварійного витоку аміаку з аміакопроводу «Тольятті – Одеса». Практична значимість. На базі розробленої моделі створено код, що дозволяє оперативно прогнозувати динаміку забруднення навколишнього середовища за аварійного витоку аміаку. Запропонована математична модель може бути використана під час розробки плану ліквідації аварійної ситуації (ПЛАС) для хімічно небезпечних об’єктів.
Моделювання поширення домішки в робочому приміщенні при складній схемі вентиляції
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, УДУНТ, Дніпро, 2024) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Колесников, С. О.
UKR: Постановка проблеми. Розглядається розробка та практичне використання чисельної моделі для аналізу процесу забруднення повітря в робочому приміщенні при аварійному витоку токсичної речовини. Мета роботи. Створення чисельних моделей аеродинаміки та масопереносу нестаціонарного процесу розповсюдження токсичної речовини в робочому приміщенні. Методика. Моделювання розповсюдження токсичної речовини при роботі аварійної вентиляції здійснюється на базі рівняння Лапласа для потенціалу швидкості та рівняння масопереносу, що враховує конвективний та дифузійний перенос токсичної речовини. Чисельне інтегрування моделюючих рівнянь механіки суцільного середовища здійснюється за допомогою кінцево-різницевих схем з використанням метода маркування. Наукова новизна. Створена чисельна модель для прогнозування рівня забруднення повітря в робочому приміщенні внаслідок емісії токсичного газу. Модель базується на чисельному інтегруванні фундаментальних рівнянь механіки суцільного середовища. Особливістю чисельної моделі є врахування основних фізичних факторів, що впливають на розповсюдження токсичного газу в приміщенні (наявність обладнання в приміщенні, положення отворів вентиляції, міста емісії токсичної речовини тощо) та швидкість розрахунку. Практична значущість. Розроблена чисельна модель може бути використана для наукового обґрунтування параметрів аварійної вентиляції для робочих приміщень, де можлива емісії токсичних речовин. Висновки. Для аналізу та прогнозу процесу хімічного забруднення робочого приміщення розроблена динамічна багатофакторна чисельна модель. Особливістю чисельної моделі є можливість враховувати основні фізичні фактори, що впливають на формування областей забруднення в робочих приміщеннях. Розроблена чисельна модель може бути використана для наукового обґрунтування параметрів аварійної вентиляції для швидкого зниження концентрації токсичної (або вибухонебезпечної) речовини в робочому приміщенні.
Моделювання процесу знепилювання хмари після вибуху в кар'єрі
(Österreichisches Multiscience Journal, Innsbruck, Austria, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович
UK: Розглядається задача знепилювання хмари в кар’єрі шляхом подачі води. Для розрахунку процесу роз-повсюдження пилу та крапель води використовується рівняння масопереносу. Це моделююче рівняння вра-ховує конвективний та дифузійний перенос домішки в атмосферному повітрі. Для розрахунку процесу взає-модії крапель води та часток пилу використовується емпірична модель. Поле швидкості повітряного потоку в кар’єрі розраховується на базі моделі безвихрових течій нев’язкої рідини.
Моделювання процесу пилоутворення
(Bratislava, Slovakia, 2025) Біляєв, Микола Миколайович; Козачина, Віталій Анатолійович; Кіріченко, Павло Сергійович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович
UKR: Зберігання сипучих матеріалів на промислових майданчиках приводить до суттєвого пилового забруднення робочих зон. Важливою задачею є дослідження закономірностей пилоутворення та забруднення повітря при різних метеоумовах на промислових майданчиках. В статті наведено результати проведених експериментальних досліджень по визначенню інтенсивності емісії пилу від ділянки з вугіллям. Дослідження проведено для різної швидкості повітряного потоку. Отримано емпіричну модель, що дає можливість оцінювати інтенсивність пилоутворення на промислових майданчиках. Визначено закономірність зміни концентрації вугільного пилу на різній відстані від ділянки з вугіллям. Розроблено дві чисельні для прогнозуванні пилового забруднення повітря на промислових майданчиках. Моделі базуються на використанні кінцево-різницевих схем розщеплення для інтегрування багатовимірного рівняння масопереносу.
Моделювання процесів фільтрації та тепломасопереносу в підземних водах: прикладні аспекти
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Бубнова, О. А.; Мірошник, Віталій Анатолійович; Маркуль, Руслан Володимирович; Машихіна, Поліна Борисівна; Берлов, Олександр Вікторович
UKR: Мета. Утилізація рідинних відходів є актуальною проблемою в багатьох країнах світу. Найбільш широко поширеним засобом їх утилізації є створення ставків-відстійників. Однак такий підхід вимагає значних площ землі, що виводяться з експлуатації, а також супроводжується інтенсивним забрудненням зони аерації та ґрунтових вод, які широко використовуються для водопостачання в сільській місцевості. Тому постійно здійснюється пошук альтернативних методів утилізації рідинних відходів для кожного конкретного регіону. Одним з шляхів утилізації рідинних відходів, що часто використовується, зокрема, за кордоном, є підземне заховання відходів. Такий підхід може бути дуже ефективним та не шкодить навколишньому середовищу, якщо є відповідні гідрологічні умови в регіоні, а саме – підземні горизонти, що розташовані глибоко та містять некондиційні підземні води. Використання такого підходу потребує використання спеціалізованих математичних моделей. Метою роботи є розробка швидкорозрахункових математичних моделей для оцінювання впливу підземного заховання рідинних стоків на забруднення підземних вод. Методика. Для рішення задач масопереносу домішки в підземному водоносному горизонті використовується рівняння масопереносу. Для моделювання динаміки ґрунтових вод використовується планова модель фільтрації. Для опису процесу геоміграції використовується двовимірне рівняння масопереносу. Процес теплового забруднення ґрунтових вод моделюється на базі рівняння енергії. Для чисельного інтегрування рівняння фільтрації використовується явна різницева схема. Чисельне інтегрування моделюючого рівняння масопереносу та енергії здійснюється на базі змінно-трикутної схеми розщеплення. Результати. Розглянуто побудову математичних моделей тепломасопереносу, що дозволяють оцінювати динаміку зміни режиму ґрунтових вод та процесів тепломасопереносу при підземному захованні рідинних відходів. Наукова новизна. Розглянуто побудову чисельних моделей для аналізу впливу підземного заховання рідинних відходів на підземні води. Чисельні моделі враховують конвективно-дифузійний процес поширення домішки та зміну теплового режиму в ґрунтових водах. Практична значимість. Розглянуті математичні моделі можуть бути використані при проектуванні систем підземного заховання рідинних відходів.
Моделювання роботи водяної завіси для захисту працівників від термічного ураження
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Вергун, Оксана Олександрівна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається оцінювання ефективності використання водяної завіси для зменшення ризику термічного ураження людей під час пожежі. Ставиться задача визначення температурних полів під час подачі води для охолодження повітря. Мета роботи − розроблення числової моделі для розрахунку процесу розповсюдження крапель води в повітрі, їх випарювання для зменшення температури нагрітого повітря внаслідок пожежі. Методика. Для математичного моделювання процесу поширення крапель води в повітрі, теплового забруднення повітря застосовуються конвективно-дифузійне рівняння масопереносу, рівняння енергії та рівняння, що описує рух ідеальної рідини (модель потенціальної течії). Модель потенціальної течії дозволяє швидко визначити поле швидкості повітряного потоку в областях, що мають складну геометричну форму. Для числового інтегрування рівняння конвективно-дифузійного масопереносу та рівняння енергії застосовуються неявні різницеві схеми розщеплення. Для побудови різницевого аналога моделювальних рівнянь використовується фізичне розщеплення базових рівнянь. Для розв'язання задачі аеродинаміки − визначення поля потенціалу швидкості та компонент вектора швидкості повітряного потоку застосовуються метод Річардсона та схема умовної апроксимації. Розроблено інженерну методику розрахунку процесу випарювання краплі води, що базується на законі Срезневського. Наукова новизна. Розроблено ефективну числову модель, що дозволяє методом обчислювального експерименту визначати ефективність використання водяної завіси для зменшення рівня теплового забруднення атмосферного повітря внаслідок пожежі. Числова модель базується на інтегруванні фундаментальних рівнянь аеродинаміки, тепломасопереносу. Модель враховує найбільш суттєві фізичні фактори, що впливають на процес, який досліджується: рух нагрітого повітря, рух крапель води в повітрі, випарювання краплі тощо. Практична значимість. На базі побудованої моделі створено комп’ютерний код, що дозволяє швидко визначати температурні поля в повітрі з використанням водяної завіси. Числова модель буде корисна для проведення обчислювальних експериментів з метою науково обгрунованого вибору місця розташування водяної завіси під час пожежі. Висновки. Створено комп’ютерну програму (код), що дозволяє методом обчислювального експерименту досліджувати ефективність використання водяної завіси під час пожежі. Розроблена комп’ютерна програма може бути реалізована на комп’ютерах малої та середньої потужності. Наведені результати обчислювального експерименту.
Моделювання шумового забруднення біля залізниці
(Österreichisches Multiscience Journal, Innsbruck, Austria, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович
UK: Розглядається задача прогнозування рівня шумового забруднення біля залізниці. Для математичного моделювання процесу формування зони шумового забруднення біля залізниці використовується рівняння акустики. Для чисельного інтегрування рівняння акустики використовується двошарова кінцево-різницева явна схема. Розроблена чисельна модель враховує позицію потягу, присутність шумозахисних екранів. На базі розробленої чисельної моделі розроблено комп’ютерний код. Наведено результати обчислювального експерименту.
Мінімізація рівня хімічного забруднення атмосферного повітря на відкритій місцевості
(Журфонд, Дніпро, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Русакова, Тетяна Іванівна; Берлов, Олександр Вікторович
UK: В монографії розглянуто важливі науково-прикладні методи і засоби управління та контролю шкідливими виробничими чинниками, що виявляються під час виробництва у процесі трудової діяльності mодини. Сукупність цих методів і засобів можна використовувати при атестації робочих місць за умовами праці та паспортизації підприємств, що мають шкідливі виробничі чинники внутрішнього та зовнішнього походження та можуть погіршити умови праці на відкритій місцевості, при аналізі або проrнозуванні стану безпеки об'єкта для вироблення управлінських рішень та вибору форм організаційно-розпорядчих дій. Для використання в навчальному процесі вищих навчальних закладів при підготовці фахівців за спеціальністю 183 «Технології захисту навколишнього середовища», 263, «Цивільна безпека», 192 «Будівницгво та цивільна інженерія».
Оцінка ризику термічного ураження людей на промисловому об’єкті в разі аварійного горіння твердого ракетного палива
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Виталий Анатольевич; Калашников, Іван Володимирович; Шевченко, О. В.
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку чисельної моделі для розрахунку зон термічного ураження людей у разі аварійного горіння твердого ракетного палива на території промислового об’єкта. Методика. Для розв’язання поставленої задачі – визначення зон термічного ураження людей на території промислового об’єкта – використано рівняння, що виражає закон збереження енергії. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку за наявності будівель на території промислового об’єкта, де має місце аварійна ситуація, використано модель потенціальної течії. Чисельне розв’язання двовимірного рівняння для потенціалу швидкості проведено за допомогою методу Лібмана. Під час використання цієї чисельної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, що формується біля промислових будівель. Для чисельного розв’язання рівняння енергії використано неявну різницеву схему розщеплення. Попередньо здійснено фізичне розщеплення двовимірного рівняння енергії на систему одновимірних рівнянь, що описують перенос температури в одному координатному напрямку. На кожному кроці розщеплення невідоме значення температури визначено за явною схемою біжучого рахунку. На базі побудованої чисельної моделі створено код за допомогою алгоритмічної мови FORTRAN. Результати. На основі розробленої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки ризику термічного ураження людей на території промислового об’єкта, де виготовляють тверде ракетне паливо. Визначено зони, які є небезпечними для перебування персоналу. Наукова новизна. Розроблено ефективну чисельну модель, що дозволяє розраховувати зони термічного забруднення в разі аварійного горіння твердого ракетного палива. Практична значимість. На базі розробленої математичної моделі створено комп’ютерну програму, що дає можливість проводити серійні розрахунки для визначення зон термічного ураження під час надзвичайних ситуацій на території хімічно небезпечних об’єктів. Ця модель може бути використана під час розробки плану ліквідації аварійної ситуації (ПЛАС) для хімічно небезпечних об’єктів.
Оцінка ризику ураження з використанням методу Монте-Карло
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Амеліна, Лариса Володимирівна; Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Чередниченко, Л. А.
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку чисельної моделі для розрахунку зон хімічного забруднення у разі аварійної емісії аміаку на території насосної станції, що здійснює перекачування, а також розробку моделі оцінки ризику ураження та глибини рани в тілі у випадку розлітання уламків, що утворюються під час вибуху трубопроводу. Методика. Для розв’язання поставленої задачі – визначення зон поширення аміаку в атмосферному повітрі – використано рівняння масопереносу. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку за наявності будівель на території насосної станції, що перекачує аміак, використано модель потенціальної течії. Чисельне розв’язання тривимірного рівняння для потенціалу швидкості проведено за допомогою методу сумарної апроксимації. Під час використання цієї чисельної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, зміну вертикального коефіцієнта атмосферної дифузії з висотою, інтенсивність емісії аміаку, місце викиду хімічно небезпечної речовини. Для чисельного розв’язання рівняння переносу аміаку в атмосферному повітрі використано різницеву схему розщеплення. Попередньо здійснено фізичне розщеплення тривимірного рівняння масопереносу на систему рівнянь, що описують перенос забруднювача в одному координатному напрямку. На кожному кроці розщеплення невідоме значення концентрації аміаку визначено за явною схемою біжучого рахунку. Розглянуто математичну модель розрахунку розлітання уламків під час вибуху на території насосної станції. Результати. На основі розробленої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря на території насосної станції, що перекачує аміак. Визначено зону можливого ураження людей у разі розлітання уламків під час вибуху на території станції. Наукова новизна. Розроблено чисельну модель, що дозволяє розраховувати зони хімічного зараження в разі аварійної емісії аміаку на території насосної станції. Модель доповнено оцінкою зон ураження у випадку розлітання уламків під час вибуху. Практична значимість. На базі розробленої математичної моделі створено комп’ютерну програму, що дозволяє проводити серійні розрахунки для визначення зон ураження під час надзвичайних ситуацій на території хімічно небезпечних об’єктів. Розроблена математична модель може бути використана під час складання плану ліквідації аварійної ситуації (ПЛАС) для хімічно небезпечних об’єктів.
Оцінювання ризику термічного ураження працівників при пожежі на АЗС
(European Scientific Institute, ESI, 2021) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович
UK: Розглядається задача оцінювання ризику термічного ураження працівників у випадку пожежі на АЗС. Ставиться задача розробки математичної моделі, що дозволяє швидко визначати динаміку зміни поля температури та прогнозування, на базі цієї інформації ризику термічного ураження працівників в робочих зонах. Для розрахунку динаміки теплового забруднення повітря при пожежі використовується рівняння енергії. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку в умовах забудови використовується аеродинамічна модель потенціального руху (рівняння Лапласа для потенціалу швидкості). Чисельне інтегрування рівняння для потенціалу швидкості здійснюється за допомогою методу Річардсона та методу умовної апроксимації. Для чисельного інтегрування рівняння енергії використовуються різницеві схеми розщеплення. Розроблена комп’ютерна програма на базі побудованої чисельної моделі. Представлені результати обчислювального експерименту по визначенню ризику термічного ураження працівників при пожежі на АЗС.
Прогнозування наслідків надзвичайної ситуації на залізничній станції
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Біляєва, Вікторія Віталіївна; Калашніков, І. В.; Берлов, Олександр Вікторович; Губін, Олександр Ігорович; Козачина, Віталій Анатолійович
UKR: Мета. Розглянуто задачу визначення розмірів зон ураження у випадку екстремальної ситуації на залізничній станції внаслідок пожежі цистерн. Задачею прогнозування є визначення зон теплового забруднення, а також хімічного та механічного забруднення. Основна мета роботи полягає у створенні чисельних моделей для розрахунку зон механічного та теплового забруднення довкілля в разі пожежі на залізничній станції. Методика. Для аналізу розмірів та інтенсивності зон теплового, хімічного, механічного забруднення довкілля у випадку виникнення екстремальної ситуації на залізничній станції використано рівняння тепломасопереносу та другий закон Ньютона для моделювання механічного забруднення довкілля. Для розв’язання рівнянь використано чисельні методи – метод Ейлера та скінченнорізницеві схеми. На базі розроблених чисельних моделей створено комп’ютерний код для проведення обчислювального експерименту. Результати. Розроблено сучасні комп’ютерні моделі оцінювання зон хімічного, теплового, механічного за-бруднення в разі виникнення екстремальної ситуації. Наведено результати комп’ютерного моделювання. Наукова новизна. Створено комплекс чисельних моделей для комп’ютерного моделювання процесів тепломасопереносу та динаміки руху точки, що дозволяє проводити обчислювальний експеримент із визначення зон забруднення під час пожежі на залізничній станції. Практична значимість. На базі створених математичних моделей розроблено комп’ютерний код. Цей код є інструментом розв’язання важливих задач у галузі екологічної безпеки та цивільного захисту. Комп’ютерний код дає можливість оперативно визначати інтенсивність та розміри зон забруднення довкілля у випадку виникнення екстремальної ситуації.
Прогнозування пилового забруднення повітря у вентильованому об’ємі зі складною геометрією
(ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, 2025) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Козачина, Віталій Анатолійович; Семененко, П. В.
UKR: Постановка проблеми. На етапі передстартової підготовки необхідно виконати дуже жорсткі умови щодо умов навколишнього середовища всередині головного обтічника, де знаходиться супутник. А саме, дуже важливо передбачити концентрацію пилу всередині головного обтічника та біля поверхонь супутника під час примусової вентиляції. Тому виникає важлива задача – прогнозування рівня пилового забруднення повітря всередині обтічника та визначення ступеню забруднення особливо «чутливих» поверхонь. Для адекватного рішення даної задачі потрібно мати науково обґрунтовані математичні моделі. Мета роботи. Розробка швидкорозрахункової чисельної моделі для прогнозування пилового забруднення об’єму обтічника на етапі передстартової підготовки. Методика. Для прогнозування пилового режиму головного обтічника ракети-носія розроблена чисельна модель. Моделюючі рівняння: рівняння масопереносу пилу (враховує перенос пилу за рахунок конвекції, дифузії та гравітаційного осадження), рівняння для потенціалу швидкості (визначення поля швидкості повітряного потоку при обтіканні супутника в головному обтічнику), емпіричні залежності, що допомагають визначити інтенсивність осадження пилу на поверхню супутника. Наукова новизна. Розроблена багатофакторна чисельна модель для аналізу пилового забруднення обтічника при примусової його вентиляції на етапі термостатування. Модель дає можливість здійснювати рішення задачі аеродинаміки та масопереносу в областях, що мають складну геометричну форму. Для чисельного інтегрування моделюючих рівнянь використані кінцево-різницеві схеми. Практична значущість. Розроблена чисельна модель дає можливість швидко визначати рівень пилового забруднення як в самому обтічнику так і зонах розташування особливо «чутливих» поверхонь супутника. Висновки. На основі запропонованої чисельної моделі розроблено комп'ютерний код. Представлено результати обчислювальних експериментів для оцінки поля концентрації пилу всередині головного обтічника ракети-носія.
Прогнозування радіоактивного забруднення атмосферного повітря у разі екстремальної ситуації на АЕС
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Ukraine, 2023) Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович ; Біляєва, Вікторія Віталіївна ; Козачина, Віталій Анатолійович; Машихіна, Поліна Борисівна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання рівня радіоактивного забруднення атмосферного повітря у разі виникнення екстремальної ситуації на території Запорізької АЕС, що спричинює миттєвий радіоактивний аерозольний викид. Здійснюється аналіз динаміки формування зон радіоактивного забруднення за напряму вітру в бік м. Нікополь. Для оперативного розв’язання даної прогнозної задачі потрібне створення багатофакторної чисельної моделі, що дозволяє оперативно аналізувати розміри та інтенсивність областей радіоактивного забруднення. Мета роботи –створення чисельної моделі та комп’ютерного коду для оперативного аналізу областей радіоактивного забруднення, що формуються за миттєвого викиду радіоактивних забруднювачів в атмосферу. Методика. Комп’ютерний код створений на базі чисельної моделі, що є різницевим аналогом багатофакторного кінематичного рівняння масопереносу радіоактивної домішки в атмосферному повітрі. Рівняння масопереносу враховує поле швидкості вітру, атмосферну турбулентну дифузію, інтенсивність викиду радіоактивної речовини в повітря. Для чисельного інтегрування рівняння масопереносу застосовується метод розщеплення з наступним використанням скінчено різницевих схем. Обчислення значення величини об’ємної активності на кожному кроці розщеплення реалізується за явною формулою. Наукова новизна. Розроблено ефективну чисельну модель та здійснено її програмну реалізацію для оперативного аналізу формування областей радіоактивного забруднення в атмосфері за екстремальної ситуації на АЕС, що супроводжується емісією радіоактивних речовин. Модель враховує комплекс факторів, що впливають на процес поширення радіоактивної домішки в атмосфері. Практична значущість. Розроблено комп’ютерний код для розрахунку динаміки формування зон радіоактивного забруднення в атмосфері на базі розробленої чисельної моделі. Це дозволяє методом обчислювального експерименту аналізувати наслідки аварійних викидів на території АЕС. Висновки. Створено математичну модель для оперативного аналізу рівня радіоактивного забруднення атмосферного повітря внаслідок екстремальної ситуації на АЕС, що спричинює інтенсивний миттєвий викид радіоактивних речовин. Наведено результати обчислювального експерименту на базі розробленої чисельної моделі.
Прогнозування рівня забруднення атмосфери на базі чисельної моделі
(RS Global, Warsaw, 2019) Берлов, Олександр Вікторович; Калашніков, Іван Володимирович; Кіріченко, Павло Сергійович; Козачина, Віталій Анатолійович; Русакова, Тетяна Іванівна
UK: Анотація. Розроблена математична модель для прогнозування забруднення повітря протягом викид хімічно небезпечних речовин в атмосферу. Модель дозволяє взяти врахувати профіль швидкості вітру, дифузії атмосфери, токсичних хімічних викидів. Для числового інтеграція рівняння переносу забруднюючих речовин, розщеплення рівняння масопереносу на a використовується послідовність рівнянь більш простої структури. Для чисельної інтеграції цих рівнянь,використовується змінна трикутна неявна різницька схема. Результати розрахунку динаміка забруднення повітря у разі випадкового викиду хлору поблизу житлової зони представлені. Ця модель може бути використана в Міністерстві надзвичайних ситуацій для швидкого аналізу та прогнозування ризику токсичного ураження людей в надзвичайних ситуаціях.
Розрахунок вибухонебезпечних зон у разі аварійної емісії аміаку
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Амеліна, Лариса Володимирівна; Берлов, Олександр Вікторович; Малюгін, М. Г.; Якубовська, Зінаїда Миколаївна
UK: Мета. Ця робота передбачає розробку математичної моделі для розрахунку вибухонебезпечних зон у разі аварійної емісії аміаку. Як приклад розглянуто аварійну емісію аміаку на території насосної станції, що здійснює перекачування. Методика. Для розв’язання поставленої задачі використано рівняння для потоку нев’язкої нестисливої рідини – рівняння для потенціалу швидкості. Чисельне розв’язання цього тривимірного рівняння проведено за допомогою методу Річардсона. Після визначення потенціалу швидкості розраховано поле швидкості повітряного потоку. Для прогнозування вибухонебезпечних зон використано чисельне розв’язання тривимірного рівняння масопереносу аміаку. Під час використання цієї математичної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, зміну вертикального коефіцієнта атмосферної дифузії з висотою, інтенсивність емісії аміаку, місце викиду хімічно небезпечної речовини. Для чисельного розв’язання рівняння переносу аміаку в атмосферному повітрі використано різницеву схему розщеплення. На кожному кроці розщеплення невідоме значення концентрації аміаку визначено за явною схемою біжучого рахунку. Результати. На основі розробленої математичної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки динаміки формування вибухонебезпечних зон на території насосної станції, що перекачує аміак. Отримано інформацію про формування зон хімічного зараження на території насосної станції. Наукова новизна. Розроблено математичну модель, що дозволяє оперативно розраховувати динаміку формування вибухонебезпечних зон на території хімічно небезпечного об’єкта в разі виникнення надзвичайної ситуації. Ця модель може бути використана для оцінки ризику токсичного ураження людей на хімічно небезпечному об’єкті під час виникнення аварійних ситуацій. Практична значимість. На базі розробленої чисельної моделі створено комп’ютерну програму, що дозволяє проводити серійні обчислювальні експерименти з визначення динаміки формування зон хімічного зараження атмосферного повітря. Для використання розробленої програми необхідні стандартні вхідні дані. Розроблена чисельна модель може бути використана для проведення серійних розрахунків під час розробки ПЛАСу (план ліквідації аварійної ситуації) для хімічно небезпечних об’єктів.
Розрахунок забруднення атмосферного повітря у випадку розлиття хімічно небезпечної речовини
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Машихіна, Поліна Борисівна; Якубовська, Зінаїда Миколаївна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача прогнозування областей хімічного забруднення на промисловому майданчику при інверсії в атмосфері та випарюванні хімічно небезпечної речовини від зони розлиття. Мета роботи − розроблення методу розрахунку інтенсивності, форми областей забруднення в атмосфері, що формуються в умовах інверсії. Методологія. Для розрахунку поширення хімічно небезпечних речовин в атмосфері в умовах інверсії використовується тривимірне рівняння переносу домішки сумісно з підходом М. Берлянда, щодо визначення величини вертикального коефіцієнта дифузії для такої несприятливої метеоумови. Чисельне інтегрування рівняння переносу домішки здійснюється за допомогою двох скінченнорізницевих схем. Обидві схеми базуються на використанні методу розщеплення. Результати. Запропонований ефективний метод розрахунку областей забруднення атмосфери, що формуються при випарюванні хімічно небезпечної речовини від зони розлиття. Розроблена комп’ютерна програма, дає можливість швидко визначати ці зони забруднення атмосфери в умовах інверсії. Наведено результати обчислювального експерименту. Наукова новизна. Розроблено метод, що дозволяє оцінювати розміри та інтенсивність зон хімічного забруднення, які формуються в атмосфері при інверсії та випарюванні речовини від зони розлиття. Практична цінність. На базі розробленого методу створено програму для проведення обчислювального експерименту з оцінювання зон забруднення атмосфери на промислових майданчиках при аварійних розливах хімічно небезпечних речовин.