Математичне моделювання забруднення повітря в робочому приміщенні
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НТУ “Дніпровська Політехніка”, Дніпро
Abstract
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.
ENG: Purpose. Development of CFD model and computer code for the analysis and forecasting of the process of formation of areas of chemical contamination in the workplace in the event of an emergency leak of a hazardous substance, allowing to take into account the influence of obstacles and the operation of the ventilation system on this process. The methods. The masstransfer equation is used to calculate the process of formation of areas of chemical contamination in the workplace over time. Navier-Stokes equations are used to solve the problem of aerodynamics – determination of the air flow velocity field in the room. For the numerical solution of modeling equations, finite-difference splitting schemes are used. On the basis of the developed numerical model, a computer code was created for conducting computational experiments Findings. An effective CFD model and computer code were created, which allow to quickly analyze the level of chemical pollution of working areas in possible emergency situations accompanied by the emission of dangerous substances. The results of the computational experiment are presented. The originality. An effective CFD model has been developed, which allows to calculate the dynamics of the formation of areas of chemical air pollution in the workplace in the event of an emergency leak of a chemically hazardous substance Practical implementation. On the basis of the proposed CFD model, a computer code has been developed that allows determining the dynamics of the formation of areas of contamination in the workplace during the emergency emission of hazardous substances. The model can be used to analyze the risk of toxic damage to personnel in the workplace.
ENG: Purpose. Development of CFD model and computer code for the analysis and forecasting of the process of formation of areas of chemical contamination in the workplace in the event of an emergency leak of a hazardous substance, allowing to take into account the influence of obstacles and the operation of the ventilation system on this process. The methods. The masstransfer equation is used to calculate the process of formation of areas of chemical contamination in the workplace over time. Navier-Stokes equations are used to solve the problem of aerodynamics – determination of the air flow velocity field in the room. For the numerical solution of modeling equations, finite-difference splitting schemes are used. On the basis of the developed numerical model, a computer code was created for conducting computational experiments Findings. An effective CFD model and computer code were created, which allow to quickly analyze the level of chemical pollution of working areas in possible emergency situations accompanied by the emission of dangerous substances. The results of the computational experiment are presented. The originality. An effective CFD model has been developed, which allows to calculate the dynamics of the formation of areas of chemical air pollution in the workplace in the event of an emergency leak of a chemically hazardous substance Practical implementation. On the basis of the proposed CFD model, a computer code has been developed that allows determining the dynamics of the formation of areas of contamination in the workplace during the emergency emission of hazardous substances. The model can be used to analyze the risk of toxic damage to personnel in the workplace.
Description
М. Біляєв: ORCID 0000-0002-1531-7882; В. Біляєва: ORCID 0000-0003-2399-3124; В. Козачина: ORCID 0000-0002-6894-5532; О. Берлов: ORCID 0000-0002-7442-0548
Keywords
забруднення повітря в робочому приміщенні, аварійний викид, робоча зона, чисельне моделювання, air contamination in working area, numerical modeling, emergency emission, working zone, КГВ
Citation
Біляєв М. М., Берлов О. В., Козачина В. А., Цуркан В. В. Математичне моделювання забруднення повітря в робочому приміщенні. Зб. наук. пр. Нац. гірн. ун-ту. Дніпро, 2022. № 69. С. 254–262. DOI: 10.33271/crpnmu/69.254.