- 2 -ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ...................................................... 4
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ДИФФУЗИИ И ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ 8
1.1. Общая характеристика загрязнения воздуха
в нижнем слое атмосферы ............................. 9
1.2. Основные положения теории турбулентной
диффузии примеси в атмосфере ....................... ^
1.3. Основные направления моделирования распространения примеси в районе города............... 31
2. НЕКОТОРЫЕ ДАННЫЕ ОБ УРОВНЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА В РАЗЛИЧНЫХ ГОРОДАХ САР И ВОЗМОЖНОСТИ
ЕГО ПРОГНОЗА .............................................28
2.1. Характеристика состояния загрязненности
воздуха города Дамаска по данным измерений...........^8
3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСИ В ОКРЕСТНОСТИ БОЛЬШОГО ГОРОДА НА ОСНОВЕ СТАЦИОНАР-
НОЙ И ГОРИЗОНТАЛЬНО-ОДНОРОДНОЙ МОДЕЛИ ................ 50
3.1. Модель атмосферного пограничного слоя в стационарных и горизонтально-однородных
50
условиях ............................................
3.2. Постановка задачи о диффузии примеси в окрестности большого города ...............................
3.3. Параметризация термических инверсий в
модели атмосферного пограничного слоя ............. 55
3.4. Численная реализация модели на ЭВМ................53
3.5. Анализ результатов проведенных численных экспериментов.....................................80
-3' -
Стр.
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСИ В УСЛОВИЯХ ГОРИЗОНТАЛЬНО-НЕОДНОРОДНОЙ
ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ......................................104
4.1. Постановка задачи ........................................104
4.2. Численная реализация модели ..............................112
4.3. Анализ результатов численных экспериментов................^22
4.4. Решение задачи переноса примеси в районе
города с учетом его термических особенностей.............126
4.5. Анализ результатов численных экспериментов ...............128
5. УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ПРИМЕСЕЙ В ОКРЕСТНОСТИ БОЛЬШОГО ГОРОДА .............................................. 135
5.1. Постановка задачи и описание модели ......................135
5.2. Численные эксперименты и анализ результатов
расчета ................................................ 141
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................153
Список литературы .............................................. 157
- 16 -
полем ветровых пульсаций и может быть рассчитана по характеристикам атмосферной турбулентности.
Для расчета концентрации примеси от точечного источника в любой точке потока часто приближенно принимается бинормальный Гауссовский закон распределения данной случайной величины [ 76, 88] :
(у,у ,н,н] - 2^е б-гц*ЕХР( 2^
(І.2.І)
моїцность
«»
1ЕХР(-^) +ЕХР(-ед
где X , ^ , 2? - координаты точки потока, Ц -выброса (в единицах масса на время), 6^2 , - дисперсии
поперечной и вертикальной координат, И - средняя скорость потока, Н - эффективная высота выброса. Искомая величина " ^ " при этом получается в единицах объемной концентрации. Выражение
(1.2.1) может быть строго получено в результате аналитического решения трехмерного уравнения турбулентной диффузии (см. далее уравнение (1.2.11) для однородного турбулентного потока
( Ц. =С0Пб1 , К = СОПБ^ ). Следует отметить, что выражение
(1.2.1) пригодно только в случае пассивной и невесомой примеси [76], т.е. для газов и аэрозольных частиц с радиусом Г 4 10мкм.
Выражение Тейлора для поперечной дисперсии координат имеет следующий вид [144, 167]: ^
где (Г(і)а ) - дисперсия пульсации поперечной скорости
- 17 -
тг'Ц). - нормированная Лагранжева корреляционная функ-
ция, которая выражается через корреляционную лагранжеву функцию В[^ (Ь ,^г.) и Дисперсию пульсации скорости:
п Гт)_= -М5-
{Г)г
4 ' (1.2.3)
где "Ьл + И = 1^2 , - разные моменты времени.
В условиях стационарной турбулентности указанные характеристики зависят лишь от разности времени. Очень большое значение при исследовании процессов диффузии придается так называемому Лагран-жевому временному масштабу, определяемому обучно как интегральный масштаб функции 1^(4:
(1.2.4)
Лагранжевые автокорреляционные и корреляционные функции в настоящее время еще недостаточно экспериментально изучены. Достоверно можно указать только асимптотический вид выражения
(1.2.2) для больших ( X ^ ) и малых ( Т I ь )
времени диффузии [ 69,76 ] :
при Т » I I. (1.2.5)
6а(1;)= 'V*-1;* , при х «Ти (1.2.6)
Следует отметить, что гауссовское представление концентрации примеси имеет строгое математическое обоснование только лишь в случае изотропного и однородного поля турбулентности. При этом решение трехмерного уравнения диффузии, как уже отме-
- Київ+380960830922