Параллельная реализация математической модели атмосферной диффузии для исследования распределения первичных и вторичных загрязнителей воздуха над урбанизированной территорией

Оглавление
Введение.
Глава 1 Обзор литературы по моделированию переноса примеси в
атмосферном пограничном слое.
1.1 Основные загрязнители приземног о слоя атмосферы и количественные оценки КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В РОССИИ.
Фотохимический цикл образования озона.
Количественные оценки качества атмосферного воздуха в России
1.2 Влияние метеорологических условий на распространение и рассеяние примеси
1.3 Системы мониторинга и прогноза качества воздуха в рег иональном и городском масштабах
Информационноизмерительные системы.
Информационновычислительные системы
Модели атмосферного пограничного слоя.
1.4 Основные уравнения, используемые при моделировании АПС.
Уравнение неразрывности.
Уравнение состояния.
Уравнение баланса температуры.
Уравнения движения
Уравнения сохранения других переносимых субстанций
Уравнения, описывающие среднее движение.
Система осредпениых по Рейнольдсу уравнений в приближении Буссинеска
1.5 Модели турбулентности
Простейшие полуэмпирические модели турбулентности.
Однопараметрические модели турбулентности.
Двухпараметрические модели турбулентности.
Модели турбулентности с уравнениями для напряжений Рейнольдса и турбулентных
потоков тепла и массы.
Другие подходы к моделированию турбулентных течений.
1.6 Моделирование переноса примеси.
Модели гауссова типа
Прогностическая эйлерова модель переноса примеси
Лаграижева дисперсностохастическая модель
1.7 Моделирование образования вторичных загрязнителей атмосферного воздуха
1.8 Основные задачи моделирования.
Глава 2 Математическое моделирование переноса примеси и образования вторичных загрязнителей в однородном атмосферном пограничном слое.
2.1 Физическая постановка задачи
2.2 Прогностическая пространственная модель переноса примеси с учетом
химических и фотохимических реакций.
Замыкание уравнения переноса
2.3 Кинетические схемы химических и фотохимических реакций.
Модуль
Полуэмпирическая модель .
Сокращенный кинетический механизм
2.4 Начальные и граничные условия. Осаждение и эмиссия.
2.5 Расчет метеорологических параметров и турбулентной структуры с
использованием мезомасштабных метеорологических моделей.
2.6 Расчет метеорологических параметров и турбулентной структуры с
использованием нестационарной модели однородного АПС
Основные уравнения модели однородного АПС.
Моделирование турбулентного переноса
Граничные условия для модели АПС
Начальные условия для модели АПС
Усвоение данных наблюдений в модели АПС.
2.7 Выводы
Глава 3 Метод решения задачи
3.1 Построение вычислительной сетки.
3.2 Разностная схема для пространственного уравнения переноса примеси.
Аппроксимация адвективнодиффузионного уравнения методом конечного объема.
Схемы аппроксимации адвективных членов уравнения переноса.
Схема .
3.3 Окончательный вид конечноразностной аппроксимации.
3.4 Устойчивость РАЗНОСТНОЙ схемы.
Устойчивость явнонеявной схемы
3.5 Решение сеточных уравнений
3.6 Конечноразностная аппроксима т прогностических уравнений модели
однородного АПС
3.7 Результаты тестирования.
3.8 Выводы.
Глава 4 Параллельная реализация численного метода решения
4.1 Различные способы параллельной реализации моделей АПС и переноса
примеси
4.2 Декомпозиция расчетной области.
4.3 Обеспечение коммуникационных обменов для многопроцессорных
вычислительных систем с распределнной памятью.
4.4 Параллельное решение сеточных уравнений переноса.
4.5 Оценка эффективности параллельной реализации вычислительного алгоритма
4.6 Выводы.
Глава 5 Результаты применения математической модели переноса
примеси в атмосферном пограничном слое
5.1 Исследование вертикалыюй структуры АПС при различных условиях
термических стратификации
Расчет пограничного слоя с нейтральной стратификацией
Расчет пограничного слоя с устойчивой стратификацией.
Расчет конвективного пограничного слоя.
5.2 Сравнение с данными Вангараэксперимента.
5.3 Применение модели АПС для расчета некоторых метеорологических
параметров.
5.4 Исследование переноса примеси от точечного источника постоянного
действия в атмосферном пограничном слое
Выводы по тестированию модели
5.5 Тестирование модели переноса примеси с учетом химических и
фотохимических реакций для условий города Томска.
5.6 Исследование влияния метеорологических параметров на качество
АТМОСФЕРНОГО воздуха над г. Томском
Исследование распределения озона над территорией города Томск
Пожар на полигоне токсичных отходов
Выявление наиболее загрязненных участков города Томска. Сопоставление с данными
мобильных измерений
5.7 Выводы
Заключение.
Список использованной литературы