Browsing by Author "Цуркан, Валерія Вячеславівна"

Now showing 1 - 3 of 3

Математичне моделювання в проблемах очистки води
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Машихіна, Поліна Борисівна; Козачина, Віталій Анатолійович; Цуркан, Валерія Вячеславівна
UKR: Постановка проблеми. Аналіз ефективності роботи очисних споруд у системах водовідведення на етапі їх проєктування має велике значення. Також на етапі реконструкції споруд або налаштування їх роботи в умовах іншого навантаження потрібно знати ефективність очистки води на різних ділянках очисних споруд. Така інформація дає можливість раціонально експлуатувати споруди. Для розв’язання задач даного класу найбільш ефективний інструмент – це метод чисельного моделювання. В роботі розглянуто побудову комплексу чисельних моделей для розв’язання задач даного класу. Методологія. Для розв’язання задачі гідродинаміки – визначення поля швидкості потоку стічних вод в очисній споруді – використовуються дві фундаментальні моделі. Перша – модель безвихрового руху нестисливої рідини. Друга модель – рівняння Нав’є–Стокса, що записані у змінних Гельмгольца. Для визначення полів концентрації домішки в очисних спорудах використовується рівняння масопереносу, що враховує швидкість течії, дифузію, наявність джерел емісії домішки. Для розрахунку процесу біологічного очищення стічних вод використовуються рівняння матеріального балансу для субстрату та активного мулу. Для побудови чисельних моделей, що дозволяють розрахувати гідродинаміку потоку та розподіл концентрації домішки в споруді, використовуються скінченорізницеві схеми. Для чисельного розв’язання рівнянь матеріального балансу застосовується метод Ейлера. Результати. Побудовано чисельні моделі, що були використані для розробки комплексу комп’ютерних програм. Ці комп’ютерні програми дозволяють у режимі реального часу аналізувати ефективність очистки води у споруді. Новизна. Розроблено чисельні моделі, що дозволяють досліджувати процес очистки води в спорудах типу «відстійник» та в аеротенках, тобто для значного класу очисних споруд, що використовуються на практиці. Практична цінність. Час розрахунку поля швидкості та концентраційного поля домішки в очисній споруді, що має складну геометричну форму, складає декілька секунд. Це дозволяє використовувати розроблені чисельні моделі для серійних розрахунків у проектних організаціях у щоденній роботі.
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.
Чисельне моделювання забруднення повітря на промисловому майданчику під час штилю
(Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна, 2022) Біляєв, Микола Миколайович; Біляєва, Вікторія Віталіївна; Берлов, Олександр Вікторович; Краснюк, Андрій Віталійович; Цуркан, Валерія Вячеславівна
UKR: Постановка проблеми. Розглядається задача прогнозування зон хімічного забруднення на промисловому майданчику за несприятливих умов (штиль). Саме за таких метеоумов має місце дуже інтенсивне забруднення повітря робочих зон на промислових майданчиках. Для оперативного прогнозування рівня хімічного забруднення потрібно мати математичні моделі, що дозволяють швидко здійснити такий прогноз. Мета роботи − розроблення чисельної багатопараметричної моделі та комп’ютерного коду для прогнозування розмірів та інтенсивності областей забруднення повітря на промислових майданчиках, що формуються в умовах штилю. Методика. Для розрахунку розповсюдження газоподібних домішок використовується тривимірне рівняння конвективно-дифузійного переносу. Дане рівняння враховує напрям вітру, атмосферну стратифікацію, інтенсивність емісії домішки. Для чисельного інтегрування рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки використовується фізичне розщеплення цього рівняння. Перше рівняння описує конвективний перенос домішки, друге – перенос домішки за рахунок дифузії, третє рівняння описує зміну концентрації домішки внаслідок дії джерела емісії. Далі будуються скінченнорізницеві схеми розщеплення, що дозволяють розв’язати рівняння розщеплення. Наукова новизна. Розроблено ефективну чисельну модель, яка дозволяє прогнозувати інтенсивність та розміри областей забруднення, що формуються за несприятливих метеоумов (штиль). Практична значимість. На базі побудованої моделі розроблено комп’ютерний код, що дозволяє оперативно проводити серійні розрахунки для визначення областей забруднення повітря на промислових майданчиках в умовах штилю. Висновки. Побудовано чисельну модель та комп’ютерний код, які дозволяють прогнозувати рівень забруднення повітря в умовах штилю. Наведено результати обчислювального експерименту.