Определение границ пояса безопасности при терактах с применением химических агентов - Беляев, Николай Николаевич; Калашников, Иван Владимирович; Козачина, Виталий Анатольевич (Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2018)
RU: Цель. Работа предполагает разработку 2D численной модели для расчета «пояса безопасности» в случае теракта с использованием химического агента. Пояс безопасности является границей, за которой эмиссия опасного вещества при теракте приведет к нежелательным последствиям на месте расположения объекта атаки. Методика. Для решения поставленной задачи используется уравнение, сопряженное с уравнением массопереноса в атмосферном воздухе химического агента, выброшенного в случае теракта. При моделировании учитывается поле скорости ветрового потока, атмосферная диффузия, интенсивность выброса опасного вещества. Для численного интегрирования моделирующего сопряженного уравнения вводятся новые переменные и применяется неявная разностная схема расщепления. Особенностью разработанной численной модели является возможность оперативной оценки положения пояса безопасности возле возможного объекта атаки. Результаты. Разработанная численная модель и компьютерная программа могут быть использованы для научно обоснованной оценки положения пояса безопасности возле значимых объектов в случае возможных терактов с применением химических (биологических) агентов. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса при разработке плана ликвидации аварийной ситуации. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить возможности предложенного метода расчета положения пояса безопасности в случае теракта с использованием химического агента. Научная новизна. Предложен эффективный метод расчета положения пояса безопасности возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химически опасного вещества. Метод основан на численном интегрировании уравнения, являющегося сопряженным к уравнению массопереноса химически опасных веществ в атмосферном воздухе. Практическая значимость. Предложенный метод расчета положения пояса безопасности возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химически опасного вещества, может быть использован для организации защитных мероприятий, направленных на минимизацию последствий терактов.

UK: Робота передбачає розробку 2D чисельної моделі для розрахунку «пояса безпеки» в разі терористичного нападу із використанням хімічного агента. Пояс безпеки є кордоном, за яким емісія небезпечної речовини під час теракту призведе до небажаних наслідків на місці розташування об’єкта атаки. Методика. Для вирішення поставленого завдання використовується рівняння, поєднане з рівнянням масопереносу в атмосферному повітрі хімічного агента, викинутого в разі теракту. При моделюванні враховується поле швидкості вітрового потоку, атмосферна дифузія, інтенсивність викиду небезпечної речовини. Для чисельного інтегрування моделюючого сполученого рівняння вводяться нові змінні та застосовується неявна різницева схема розщеплення. Особливістю розробленої чисельної моделі є можливість оперативної оцінки стану пояса безпеки біля можливого об’єкта атаки. Результати. Розроблена чисельна модель і комп’ютерна програма можуть бути використані для науково обґрунтованої оцінки стану пояса безпеки біля значущих об’єктів у разі можливих терактів із застосуванням хімічних (біологічних) агентів. Побудована чисельна модель може бути реалізована на комп’ютерах малої і середньої потужності, що дозволяє широко використовувати її для вирішення завдань даного класу при розробці плану ліквідації аварійної ситуації. Представлені результати обчислювального експерименту, що дозволяють оцінити можливості запропонованого методу розрахунку положення поясу безпеки в разі терористичного нападу із використанням хімі- чного агента. Наукова новизна. Запропоновано ефективний метод розрахунку положення поясу безпеки біля об’єкта, який може бути метою терористичної атаки із застосуванням хімічно небезпечної речовини. Метод заснований на чисельному інтегруванні рівняння, що є зв’язаним до рівняння масопереносу хімічно небезпечних речовин в атмосферному повітрі. Практична значимість. Запропонований метод розрахунку положення поясу безпеки біля об’єкта, який може бути метою терористичної атаки із застосуванням хімічно небезпечної речовини, може бути використаний для організації захисних заходів, спрямованих на мінімізацію наслідків терактів.

EN: The work involves the development of a 2D numerical model for calculating the «safety boundary» in the case of a terrorist attack using a chemical agent. The safety boundary is the boundary behind which the emission of a dangerous substance in a terrorist act will lead to undesirable consequences at the site of the attack object. Methodology. To solve this problem, we used an equation conjugated with the equation of mass transfer in the atmospheric air of a chemical agent ejected in the case of a terrorist attack. The simulation takes into account the field of wind speed, atmospheric diffusion, the release intensity of a hazardous substance. For numerical integration of the modeling conjugated equation, new variables are introduced and an implicit difference splitting scheme is applied. A feature of the developed numerical model is the ability to quickly assess the position of the safety boundary near a possible object of attack. Findings. The developed numerical model and computer program can be used for a scientifically grounded assessment of the safety boundary position near significant objects in the event of possible terrorist attacks using chemical (biological) agents. The constructed numerical model can be implemented on computers of small and medium power, which makes it possible to widely use it to solve the problems of the considered class, when developing an emergency response plan. The results of a computational experiment are presented that allow one to evaluate the possibilities of the proposed method for calculating the position of the safety boundary in the case of a terrorist attack using a chemical agent. Originality. An effective method for calculating the position of the safety boundary near the facility, which may be the target of a terrorist attack using a chemically hazardous substance, is proposed. The method is based on the numerical integration of the equation, which is conjugated to the equation of mass transfer of chemically hazardous substances in the atmospheric air. Practical value. The proposed method for calculating the position of the safety boundary near the facility, which may be the target of a terrorist attack using a chemically hazardous substance, can be used to organize protective measures aimed at minimizing the consequences of terrorist attacks.
Визначення меж поясу безпеки при терактах із використанням хімічних агентів
Definition of «Safety Boundary» in Case of Terrorist Attack with Chemical Agents
Н. Беляев: ORCID 0000-0002-1531-7882; И. Калашников: ORCID 0000-0002-2814-380X; В. Козачина: ORCID 0000-0002-6894-5532
Keywords: теракт; химическое загрязнение; сопряженное уравнение; численное моделирование; загрязнение атмосферы; хімічне забруднення; спряжене рівняння; чисельне моделювання; забруднення атмосфери; terrorist attack; chemical pollution; conjugated equation; numerical model; air pollution; КГВ