Atmosphere Protection in Case of Emergency During Transportation of Dangerous Cargo
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Atmosphere Protection in Case of Emergency During Transportation of Dangerous Cargo
Захист атмосфери у випадку аварії при транспортуванні небезпечних вантажів Защита атмосферы в случае аварии при транспортировке опасных грузов |
|
| Creator |
Berlov, Oleksandr V.
Берлов, Олександр Вікторович Берлов, Александр Викторович |
|
| Subject |
train accidents
air pollution pollutant neutralization numerical simulation аварії на залізничному транспорті забруднення атмосфери нейтралізація забруднювача чисельне моделювання КГВ аварии на железнодорожном транспорте загрязнение атмосферы нейтрализация загрязнителя численное моделирование |
|
| Description |
Berlov, O. V. Atmosphere protection in case of emergency during transportation of dangerous cargo / O. V. Berlov // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 1 (61). — С. 48—54.— doi: 10.15802/stp2016/60953 EN: Purpose. The paper highlights the development of numerical models for prediction of atmospheric pollution in case of burning of the solid rocket propellant in a railway car, situated near the building on railway territory. These models can be used in predicting the effectiveness of neutralization upon the atmosphere protection for this type of accidents. Methodology. To solve this problem the numerical models based on the use of Navier-Stokes equations, to determine the velocity field of the wind flow near cars and buildings, and contaminants-transfer equations in the atmosphere were developed. For the numerical integration of pollutant transport equation was used implicit «change – triangle» difference scheme. When constructing a difference scheme physical and geometric cleavage of the transfer equation is carried out in four steps. Unknown value of pollutant concentration at each step of cleavage is determined by the explicit scheme – the method of «point-to-point computation». For the numerical integration of the Navier-Stokes equations are used implicit difference schemes. When carrying out computing experiment also takes into account: the velocity profile of wind flow; interaction between the building and the wind flow and flame jet of solid rocket propellant; the presence of a railroad car; inside which there is a source of pollution; instability of pollutant emissions. On the basis of constructed numerical models was performed the computer experiment for assessing the level of air pollution at dangerous cargo rail transportation in case of emergency at railway territory.The application calculations for the timely combustion products neutralization of solid rocket propellant were carried out. Findings. The numerical models that let promptly calculate air contamination in case of emergency during solid rocket propellant transportation, as well as calculate the rational parameters of pollutant neutralization process were developed by the researcher. These models can be used for routine calculations of various accident scenarios simulation. Originality. Numerical models were developed; they take into account significant factors, influencing the pollutant dispersion process in the atmosphere. On their base a pollutant neutralization method was offered in emergency situations on the railway transport. Practical value. Efficient numerical models, so called «diagnostic models» were considered for the rapid calculation of the air pollution level and air protection technology in emergency situations, in particular, in the case of railway transportation the solid rocket propellant. UK: Мета. Робота присвячена розробці чисельних моделей для прогнозу забруднення атмосфери при горінні твердого ракетного палива в залізничному вагоні, розташованому поблизу будівлі на примагістральній території. Дані моделі можуть бути використані при прогнозуванні ефективності нейтралізації по захисту атмосфери для цього типу аварій. Методика. Для розв’язання поставленої задачі розроблені чисельні моделі, засновані на застосуванні рівнянь Нав'є-Стокса, для визначення поля швидкості вітрового потоку поблизу вагонів і будівель, та рівнянні переносу домішки в атмосфері. Для чисельного інтегрування рівняння транспорту забруднювача використовувалася неявна поперемінно-трикутна різницева схема. При побудові різницевої схеми здійснюється фізичне і геометричне розщеплення рівняння переносу на чотири кроки. Невідоме значення концентрації забруднювача на кожному кроці розщеплення визначається за явною схемою – методу «біжучого рахунку». Для чисельного інтегрування рівнянь Нав'є-Стокса застосовуються неявні різницеві схеми. При проведенні обчислювального експерименту також враховуються: профіль швидкості вітрового потоку; взаємодія вітрового потоку з будівлею і струменем продуктів горіння твердого ракетного палива; наявність залізничного вагона, усередині якого знаходиться джерело забруднення; нестаціонарність емісії забруднювача. На основі побудованих чисельних моделей проведено обчислювальний експеримент із оцінки рівня забруднення атмосфери при транспортуванні залізничним транспортом небезпечного вантажу при аварії на примагістральній території. Проведено розрахунки по застосуванню своєчасної нейтралізації продуктів горіння твердого ракетного палива. Результати. Дослідником розроблено чисельні моделі, які дозволяють оперативно розрахувати забруднення атмосфери в разі аварії при транспортуванні твердого ракетного палива, а також раціональні параметри нейтралізації забруднювача. Ці моделі можуть використовуватись для серійних розрахунків різноманітних сценаріїв аварійних ситуацій. Наукова новизна. Розроблено чисельні моделі, що дозволяють врахувати істотні фактори, що впливають на процес розсіювання забруднюючих речовин у атмосфері та запропонована на їх базі методика нейтралізації забруднювача при надзвичайних ситуаціях на залізничному транспорті. Практична значимість. Розглянуто ефективні чисельні моделі «diagnostic models» для експрес-розрахунку рівня забруднення атмосфери та розроблено технологію захисту атмосфери при аварійних ситуаціях, зокрема, у разі перевезення залізничним транспортом твердого ракетного палива. RU: Цель. Работа посвящена разработке численных моделей для прогноза загрязнения атмосферы при горении твердого ракетного топлива в железнодорожном вагоне, расположенном вблизи здания на примагистральной территории. Данные модели могут быть использованы при прогнозировании эффективности нейтрализации по защите атмосферы для этого типа аварий. Методика. Для решения поставленной задачи разработаны численные модели, основанные на применении уравнений Навье-Стокса, для определения поля скорости ветрового потока вблизи вагонов и зданий, и уравнении переноса примеси в атмосфере. Для численного интегрирования уравнения транспорта загрязнителя использовалась неявная попеременно-треугольная разностная схема. При построении разностной схемы осуществляется физическое и геометрическое расщепление уравнения переноса на четыре шага. Неизвестное значение концентрации загрязнителя на каждом шаге расщепления определяется по явной схеме – методу «бегущего счета». Для численного интегрирования уравнений Навье-Стокса применяются неявные разностные схемы. При проведении вычислительного эксперимента также учитываются: профиль скорости ветрового потока; взаимодействие ветрового потока со зданием и струей продуктов горения твердого ракетного топлива; наличие железнодорожного вагона, внутри которого находится источник загрязнения; нестационарность эмиссии загрязнителя. На основе построенных численных моделей проведен вычислительный эксперимент по оценке уровня загрязнения атмосферы при транспортировке железнодорожным транспортом опасного груза в случае аварии на примагистральной территории. Проведены расчеты по применению своевременной нейтрализации продуктов горения твердого ракетного топлива. Результаты. Исследователем разработаны численные модели, которые позволяют оперативно рассчитать загрязнение атмосферы в случае аварии при транспортировке твердого ракетного топлива, а также рациональные параметры процесса нейтрализации загрязнителя. Эти модели могут использоваться для серийных расчетов по моделированию различных сценариев аварийных ситуаций. Научная новизна. Разработаны численные модели, позволяющие учесть существенные факторы, влияющие на процесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере и предложена на их базе методика нейтрализации загрязнителя при чрезвычайных ситуациях на железнодорожном транспорте. Практическая значимость. Рассмотрены эффективные численные модели «diagnostic models» для экспресс-расчета уровня загрязнения атмосферы и разработана технология защиты атмосферы при аварийных ситуациях, в частности, в случае перевозки железнодорожным транспортом твердого ракетного топлива. |
|
| Date |
2016-04-12T09:38:41Z
2016-04-12T09:38:41Z 2016 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2016/60953
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4674 |
|
| Language |
en
|
|
| Publisher |
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
|
|