Atmosphere Pollution Modeling in the Case of Accident During Rocket Propellant Transportation by Trains

Abstract

EN: Abstract. At present time, in Ukraine the intensive development of solid-propellant missiles takes place. These missiles are called «Grim», «Grim-2», etc. Transportation of rocket propellant very often is carried out by trains. In the case of accident during such transportation great amount of toxic chemicals may be emitted into atmosphere. It is very important to predict the atmosphere pollution level near railways transport corridors to obtain the realistic information about the size of possible zones of hitting. To forecast the atmosphere pollution in the case of rocket propellant burning in railway wagon numerical models have been developed. These models are developed to predict the atmosphere pollution in two scales. The first scale is the simulation of the atmosphere pollution near the railway tracks (so called “local scale”). The second scale is the simulation of the atmosphere pollution on the territory which is adjacent to the railway tracks («urban scale»). The forecast is based on the Lagrangian model of toxic chemical dispersion. The models allow also to predict acid rain formation in the case of solid propellant burning products dispersion into atmosphere. To solve the governing equations we used difference schemes of splitting. The results of numerical experiments are presented.

UK: В даний час в Україні йде інтенсивна розробка твердопаливних ракет. Ці ракети називаються «Грім», «Грім-2» і т.д. Транспортування ракетного палива дуже часто здійснюється поїздами. У разі аварії при такому транспортуванні в атмосферу може бути викинуто велику кількість токсичних хімікатів. Дуже важливо спрогнозувати рівень забруднення атмосфери поблизу залізничних транспортних коридорів, щоб отримати реалістичну інформацію про розміри можливих зон ураження. Для прогнозу забруднення атмосфери при згоранні ракетного палива в залізничних вагонах розроблені чисельні моделі. Ці моделі розроблені для прогнозування забруднення атмосфери в двох масштабах. Перший масштаб - моделювання забруднення атмосфери поблизу залізничних колій (так званий «local scale»). Другий масштаб - моделювання забруднення атмосфери на території, прилеглій до залізничних колій ( «urban scale»). Прогноз заснований на лагранжевой моделі поширення токсичних хімічних речовин. Моделі дозволяють також прогнозувати утворення кислотних дощів в разі розсіювання продуктів згоряння твердого палива в атмосфері. Для вирішення основних рівнянь використовувалися різницеві схеми розщеплення. Наведено результати чисельних експериментів.

RU: В настоящее время в Украине идет интенсивная разработка твердотопливных ракет. Эти ракеты называются «Грім», «Грім-2» и т.д. Транспортировка ракетного топлива очень часто осуществляется поездами. В случае аварии при такой транспортировке в атмосферу может быть выброшено большое количество токсичных химикатов. Очень важно спрогнозировать уровень загрязнения атмосферы вблизи железнодорожных транспортных коридоров, чтобы получить реалистичную информацию о размерах возможных зон поражения. Для прогноза загрязнения атмосферы при сгорании ракетного топлива в железнодорожных вагонах разработаны численные модели. Эти модели разработаны для прогнозирования загрязнения атмосферы в двух масштабах. Первый масштаб - моделирование загрязнения атмосферы вблизи железнодорожных путей (так называемый «local scale»). Второй масштаб - моделирование загрязнения атмосферы на территории, прилегающей к железнодорожным путям («urban scale»). Прогноз основан на лагранжевой модели распространения токсичных химических веществ. Модели позволяют также прогнозировать образование кислотных дождей в случае рассеивания продуктов сгорания твердого топлива в атмосфере. Для решения основных уравнений использовались разностные схемы расщепления. Приведены результаты численных экспериментов.