Browsing by Author "Русакова, Татьяна Ивановна"

Now showing 1 - 5 of 5

Выявление зон химического загрязнения в городах и оценка рисков хронических заболеваний
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2019) Беляев, Николай Николаевич; Русакова, Татьяна Ивановна
RU: Цель. Научная работа своей целью имеет создание методологии выявления зон химического загрязнения на территориях промышленных городов и учет возможности оценки рисков хронических заболеваний. Методика. Метод численного расчета концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе основывается на решении трехмерных уравнений переноса примеси, которая непосредственно поступает от постоянно действующего стационарного источника (промышленного предприятия) и линейно распределенного источника (автомагистрали). Методика учитывает процесс химической трансформации примеси и фотолиза в атмосфере. Численная модель основывается на расщеплении модельных уравнений и их решении с помощью неявной разностной схемы. Результаты. Создано программное обеспечение, позволяющее проводить вычислительные эксперименты по расчету зон загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота с учетом взаимовлияния примеси, поступающей от различного типа источников загрязнения, с учетом метеорологических параметров. На основе полученного поля концентрации диоксида азота проведена оценка изменения риска хронической интоксикации, связанного с загрязнением атмосферного воздуха диоксидом азота на протяжении 50 лет. Научная новизна. Впервые установлены закономерности изменения уровня загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота с учетом взаимовлияния выбросов промышленного предприятия и автомагистрали и их химической трансформации в атмосфере. Выполнен расчет риска хронической интоксикации и проведен анализ его изменения с учетом взаимовлияния выбросов промышленного предприятия и автомагистрали, показано, что это приводит к росту риска на 10 %. Практическая значимость. Разработанная математическая модель и методика численного расчета, созданное на их основе программное обеспечение позволяют оперативно получать количественные результаты, необходимые в разработке системы мониторинга техногенно нагруженных регионов города. Полученные закономерности рассеивания примеси позволяют оценить уровни загрязнения урбанизированных территорий города выбросами промышленных предприятий и автомагистралей. Учет взаимовлияния выбросов и расчет рисков интоксикации позволяет решать экологические задачи, возникающие при разработке транспортной стратегии в городах.
Исследование процесса нейтрализации кислотных сточных вод на базе численной модели
(ДВНЗ "Придніпровська державна академія будівництва та архітектури", м. Дніпро, 2017) Беляев, Николай Николаевич; Русакова, Татьяна Ивановна; Гурина, Е. В.
RU: Цель. Разработка численной модели для исследования процесса нейтрализации сточных вод, которая учитывает параметры поступления сточных вод и нейтрализатора: вид и концентрацию кислоты, которой загрязнены производственные сточные воды, расход и режим поступления отработанных вод на нейтрализацию, вид и концентрацию нейтрализатора. Оценка изменения концентрации кислоты в сточных водах под влиянием нейтрализатора: выявление участков, где происходит полная нейтрализация кислоты или наблюдается наличие «застойных зон». Методика. Разработана методика численного расчета концентрации кислоты в сточных водах под действием нейтрализатора (щелочи), которая основана на совместном решении гидродинамической задачи по определению компонент скорости движущегося водного потока внутри емкости и задачи по переносу примеси (кислоты или щелочи). Решение гидродинамической задачи базируется на численном интегрировании уравнения для потенциала скорости, а решение задачи по переносу примеси – на численном интегрировании уравнении конвективно-диффузионного переноса примеси с использованием неявных разностных схем. Результаты. На основе разработанной численной модели проведен ряд вычислительных экспериментов. В результате выполненных расчетов были получены и наглядно представлены поля концентрации кислоты в емкости для очистки, при ее заполнении сточной водой с течением времени. Показано изменение концентрации кислоты под действием нейтрализатора при разных вариантах его подачи (один источник подачи нейтрализатора или два), проведен сравнительный анализ и установлены закономерности изменения концентрации кислоты в поступивших сточных водах. Научная новизна. Предложена эффективная численная модель для расчета процессов гидродинамики и массопереноса в установке для нейтрализации кислотных сточных вод. Модель позволяет учесть ряд важных факторов, которые ранее не учитывались при математическом моделировании процесса нейтрализации: форму емкости, наличие в ней дополнительных элементов (локальных сужений), положение отверстий для подачи сточных вод и нейтрализующего раствора. Практическая значимость. Разработана численная модель, позволяющая оптимизировать процесс нейтрализации производственных сточных вод, содержащих щелочи и кислоты, которые образуются в технологических процессах многих отраслей промышленности.
Моделирование загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта на улицах городов
(Акцент ПП, Днепропетровск, 2014) Беляев, Николай Николаевич; Русакова, Татьяна Ивановна; Кириченко, Павел Сергеевич
RU: В монографии рассмотрены новые математические модели для экспертной оценки уровня загрязнения воздушной среды выбросами автотранспорта. Математическое моделирование процесса аэродинамики ветрового потока на улицах осуществляется с помощью метода дискретных вихрей и модели вихревых течений идеальной жидкости с использованием неявных разностных схем. На основе разработанных математических моделей проведен ряд вычислительных экспериментов для решения комплекса прикладных задач в области экологической безопасности. Для студентов, аспирантов, научных работников и специалистов в области экологической безопасности, гидродинамики, прикладной математики.
Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских автомагистралей
(Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, Днепропетровск, 2016) Беляев, Николай Николаевич; Русакова, Татьяна Ивановна; Колесник, Валерий Евгеньевич; Павличенко, Артем Владимирович
RU: Цель. Разработка методики оценки загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских автомагистралей, базирующейся на уравнениях отрывных течений невязкой жидкости, учитывающих специфику жилой застройки, а также закономерности химических превращений загрязняющих веществ. Методика. Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта на улицах города основывается на совместном решении гидродинамической задачи по определению поля скорости ветрового потока в зоне городской автомагистрали и задачи по переносу примесей в атмосфере. Для определения поля скорости ветрового потока использовали метод отрывных вихревых течений идеальной несжимаемой жидкости. Закономерности переноса примесей в атмосфере устанавливали с помощью уравнения конвективно-диффузионного переноса примеси и ее химической трансформации в атмосфере. Прогноз концентраций загрязняющих веществ производился путем численного моделирования на прямоугольной разностной сетке с использованием метода маркирования расчетной области на основе попеременно-треугольной разностной схемы. Результаты. Разработанная методика позволяет оперативно прогнозировать уровни загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта при расположении зданий и автомагистрали по типу „уличный каньон“ с учетом химических превращений загрязняющих веществ. Применение разработанной численной модели позволило на практике установить динамику содержания диоксида азота в воздухе у зданий, примыкающих к автомагистрали. Проведен сравнительный анализ изменения концентрации диоксида азота относительно его предельно допустимой концентрации в атмосфере и среднегодовых значений. Научная новизна. Разработана методика оценки уровней загрязнения атмосферного воздуха на разных расстояниях от автомагистрали, которая позволяет учитывать специфику химических превращений загрязняющих веществ в воздухе и влияние структуры жилой застройки на их рассеивание. Практическая значимость. Разработанная прогнозная методика может быть использована при планировании автомагистралей в новых районах городов или при реконструкции старых для проведения серий расчетов, требующих перебора различных вариантов расположения зданий и автомагистралей при определенных метеорологических условиях. Полученные закономерности распространения загрязняющих веществ на разных удалениях от автомагистрали рекомендуется применять для своевременного внедрения природоохранных мероприятий.
Прогнозирование уровня загрязнения воздушной среды города от действующих техногенных источников
(Национальный горный университет, Днепр, 2018) Беляев, Николай Николаевич; Русакова, Татьяна Ивановна
RU: Создание методики базируется на совместном решении уравнений конвективно-диффузионного переноса примеси для каждого загрязнителя, который непосредственно поступает от предприятия и образуется дополнительно за счет химических реакций в атмосфере. Разработанное программное обеспечение позволяет проводить ряд численных экспериментов и получать зоны загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота,определять районы, которые наиболее подвержены загрязнению с учетом влияния метеорологических параметров.