автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Моделирование рассеивания вентиляционных выбросов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ДАЦЮК ТАМАРА АЛЕКСАНДРОВНА

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССЕИВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ

Специальность 05.23-03 - Теплоснабжение, вентиляция,

кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете

Научный консультант:

доктор физико-математических наук, Е. Л. Генихович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

М. И. Гримнтлин Г. М. Позин

доктор физико-математических наук, профессор Б. Г. Вагер

Ведущая организация - ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-

МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ

Защита состоится 28 ноября 2000 в 13.30 на заседании Диссертационного Совета Д.063.31.01 в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: Санкт-Петербург, 189005, 2-ая Красноармейская ул., д.4, зал заседаний.

Автореферат разослан « 28 » октября 2000 г.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Н232,-имб ,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Загрязнение атмосферы крупных промышленных центров в астоящее время представляет серьезную экологическую проблему. Несмотря а совершенствование технологии производства и методов очистки, в атмос-еру с производственными выбросами поступают вредные вещества, и эколо-мескую ситуацию на промышленных площадках и прилегающих террито-иях часто нельзя признать удовлетворительной. Это связано с тем, что рассеи-шие «низких» и вентиляционных выбросов, доля которых в загрязнении ат-осферы достигает порядка 70 %, происходит в зонах деформированного зда-иями потока, где формирование полей концентраций обусловлено влиянием ольшого количества факторов.

При неблагоприятных условиях вблизи зданий, в зонах циркуляции потока, роисходит накопление вредных веществ.и загрязненный воздух через воздухо-аборные устройства или путем инфильтрации может поступать в помещения, нижая эффективность работы систем вентиляции ниже проектных величин.

В связи с отмеченным на стадии проектирования промышленных объектов дя обеспечения стандартов качества воздуха в помещениях и на промплощад-ах необходим всесторонний анализ вариантов проектных решений и прогноз кологической ситуации для разработки природоохранных мероприятий, одним х которых может рассматриватся рациональная организация выбросов в тмосферу.

Вследствие обобщенного характера существующих нормативных докумен-ов при проектировании предприятий не представляется возможным выпол-[ить детальный анализ пространственного распределения вредных веществ близи зданий при действии "низких" источников, необходимый для решения газовых вопросов промышленной вентиляции и надежного прогноза уровня агрязнения воздуха в местах расположения воздухозаборов.

В решении отмеченной проблемы представляется актуальным разработк оперативного метода, позволяющего без существенных капитальных затра получить информацию для оценки эффективности проектных решений, выбор рационального варианта организации выбросов и решения вопросов энергс сбережения.

Цель и задачи исследований. Проведение теоретических и эксперн ментальных исследований, направленных на совершенствование расчета и прс ектирования промышленной вентиляции, на базе метода физико-математа ческого моделирования (ФММ). Для достижения поставленной цели решалс комплекс взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

- разработка методологии физического моделирования рассеивания «низ ких» и вентиляционных выбросов в аэродинамической трубе (АТ);

- разработка общих принципов комплексного подхода для обеспечения кг чества воздушной среды в помещениях и на промышленных площадках, оснс ванных на оптимизации процессов тепло-массообмена в пределах едино: динамической системы (ЕДС), объединяющей воздушную среду зданий : окружающую их атмосферу;

- изучение особенностей формирования ЕДС отдельных зданий и их групп;

- изучение закономерностей рассеивания вентиляционных и других «низ ких» выбросов в пределах ЕДС, позволяющих на стадии проектирования выб рать рациональный способ их организации;

- совершенствование принципов расчета воздушного режима и уровня заг рязнения ЕДС на базе решения дифференциальных уравнений гидротермоди намики и диффузии. ^

- разработка математической модели для расчета полей скорости, давлена и концентраций различных ингредиентов в пределах ЕДС отдельных зданий ] их групп.

Методы исследования включали: анализ теоретических основ модели рования, физическое и математическое моделирование, применение методо]

математической статистики и корреляционного анализа, конечно-разностное интегрирование уравнений гидротермодинамики и конвективно-диффузного переноса с использованием метода расщепления по физическим процессам, сопоставление полученных результатов с известными в литературе аналогами лабораторного, натурного и численного эксперимента. Научная новизна работы.

- обобщен зарубежный опыт физического моделирования атмосферных потоков в АТ и процессов рассеивания примесей вблизи зданий;

- разработана конструкция, выполнен расчет и наладка АТ,

- Получены критерии, обеспечивающие точное подобие процессов рассеивания примесей в турбулентных потоках;

- экспериментально обоснованы требования приближенного моделирования процессов рассеивания газообразных выбросов;

- разработан комплекс методик моделирования характеристик атмосферного потока в АТ ( способов турбулизации потока, измерения с применением ЭВМ спектральных характеристик и обработки информации);

- изучена структура зон ветровой тени для типовых промышленных зданий и характер их загрязнения выбросами «низких» источников;

- разработана математическая модель, основанная на решении дифференциальных уравнений гидротермодинамики и диффузии, которая позволяет получить поля скорости, давления и концентраций в пределах зон деформированного зданиями потока.

Практическая значимость работы заключается в разработке методологии комплексного подхода на базе ФММ для решения экологических задач в строительстве и повышения эффективности проектных решений в области промышленной вентиляции и охраны атмосферы. Разработанный подход может рассматриваться как основа для создания новых проектных технологий. Реализация метода ФММ позволяет на стадии проектирования без существенных капитальных затрат решить следующие вопросы:

- выбрать планировку промышленной или жилой застройки, обеспечив; ющую оптимальный ветровой режим;

- разработать рациональный способ организации вентиляционных выбрс сов, т.е. выбрать оптимальные параметры источников (высоту, локализации скорость эмиссии), размещение воздухозаборных устройств систем венпш ции и контролирующей аппаратуры);

- скорректировать предельно допустимые выбросы (ПДВ) источников, опр< делить необходимые размеры санитарно-защитных зон и уровень загрязнет: прилегающих территорий;

- проанализировать характер рассеивания выбросов от источников, г которые не распространяются ОНД-86.

На основе предложенного подхода разработаны:

- методика прогноза качества воздушной среды для промышленных пре; приятии, которая позволяет обеспечить соблюдение стандартов качества возд; ха в производственных зданиях и на промплощадках;

- принципы оптимизации работы систем вентиляции на базе обобщенно! подхода в описании процессов тепло-массообмена в пределах ЕДС.

Реализация результатов работы. Разработанный подход использовался:

1. Для выбора оптимального варианта организации вентиляционных выбр< сов, корректировки значений ПДВ и прогноза качества воздушной среды щ проектировании и реконструкции предприятий, которые осуществлялись вед; щими проектными организациями:

- алюминиевые заводы -(ВАМИ);

- фосфорные заводы - (НИИГИПРОХИМ);

- целлюлозно-бумажные комбинаты- (НИИГИПРОБУМ);

2. Для изучения рассеивания выбросов от источников, на которые не распрос раняегся нормативный документ ОНД-86 - (Промстройпроект, АЭРОПРОЕК1

3. Для выбора мест размещения станций контроля в пределах жилой застрой]

- ( ГГО им. Воейкова).

4. Для определения размеров, конфигурации и органипшии саиитарно-зашитнмх зон - (Лен! (ИИГрадостроительства).

5. Результаты изучения характера загрязнения зон ветреной тени использованы при составлении нормативного документа ОН Д-86.

Диссертационная работа выполнялась в рамках хоздоговорных работ с проектными организациями г.С-Петербурга, а также согласно программам «Архитектура и строительство», «Энергосбережение» и др. На защиту выносятся:

- методология и применение метода физико-математического моделирования для повышения эффективности проектных решений, разработки мероприятий, направленных на улучшение качества воздушной среды в производственных помещениях и на территориях промплощадок, и оценки уровня загрязнения атмосферы от источников, на которые не распространяются нормы (ОНД-86);

- комплекс методик моделирования характеристик атмосферного потока в АТ;

- методика прогноза качества воздушной среды и корректировки величин ПДВ промышленных предприятий;

- математическая модель, основанная на решении уравнений гидротермодинамики и диффузии, для прогноза воздушного режима и характера загрязнения зон ветровой тени зданий и их групп;

- принципы оптимизации работы систем вентиляции за счет рационального размещения воздухозаборных устройств, прогноза изменения концентраций в приточном воздухе и корректного учета объемов инфильтрации

Личный вклад соискателя при написании диссертационной работы заключался в

- разработке и создании экспериментальной базы исследований (АТ, комплекса методик моделирования основных характеристик пограничного слоя атмосферы, их измерения с применением ЭВМ и обработки результатов);

- экспериментальном обосновании отдельных положений методики моделирования процессов рассеивания газообразных примесей в АТ,

- разработке методики прогноза качества воздушной среды для промышленных предприятий;

- разработке математической модели па основе решения уравнений гидротермодинамики и диффузии для оценки характеристик ветрового режима г прогноза загрязнения зон деформированного зданиями потока;

- разработке принципов оптимизации работы систем вентиляции;

- внедрении и публикации результатов исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях СПб ГАСУ (ЛИСИ) 1981-2000гг.; на 1: всесоюзных конференциях и 13 международных конференциях (Венгрия 1994 Финляндия 1994 и 2000, Норвегия 1995, Япония 1996, США 1994 и 1997, С. Петербург 1996-99, Шотландия 1999 и др.). По материалам диссертацш опубликовано 56 работ общим объемом 31 печатный лист, из которых дол; личного объема составляет 23 печатных листа.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, пять гла1 основного текста с изложением полученных результатов, заключение, списо! литературы из 197 наименований и 3 приложения. Общий объем- ЗУ. страниц, включая 79 рисунков и 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава диссертации посвящена проблеме обеспечения стандарте качества воздуха в помещениях различного назначения и анализу сущест вующих методов расчета рассеивания «низких» выбросов вблизи зданий.

Решение вопросов, связанных с обеспечением качества воздушной среды помещениях, в настоящее время базируется на интегральных или эмпирически зависимостях без учета распределения давления и вредных веществ в окружа ющей здание атмосфере. Поэтому, несмотря на тщательное проектирование ! изготовление систем вентиляции, качество воздушной среды и параметры

8

микроклимата в помещениях не всегда соответствует установленным стандартам. В последнее время особое внимание уделяется совершенствованию методов расчета вентиляционных процессов на основе решения уравнений гидротермодинамики. В отечественной практике такие работы ограничены отдельными исследованиями (Позин Г.М., Стрелец Г.М., Бакланов A.A.).

Связь процессов тепло-массопереноса в вентилируемых помещениях и окружающей атмосфере приводит к необходимости объединения их в единую динамическую систему (ЕДС). Характерным примером могут служить пром-площадки алюминиевых заводов, где протяженность производственных корпусов достигает 700 м и характеристики потока в межкорпусных пространствах существенно отличаются от соответствующих свободной атмосфере. Аналогичный подход предложен в работах Титова В.П., однако, для расчета воздушного режима зданий в пределах единой технологической системы им использованы интегральные и эмпирические зависимости.

Вредные вещества, выделяемые в помещениях, с вентиляционными выбросами поступают в зоны деформированного зданиями потока. Характер рассеивания выбросов в застройке сложен для описания, т.к. обусловлен совместным влиянием различных факторов: геометрией зданий и их ориентацией, параметрами источников эмиссии и их локализацией, топографией местности, состоянием атмосферы. Наиболее активно в последние годы внедряются численные трехмерные гидродинамические модели (около 50% ). На втором месте по распространению - гауссовы модели (GPM). Известны также полуэмпирические и эмпирические модели, полученные, в основном, на базе физического моделирования в аэродинамических трубах (AT), которые позволяют получать надежные результаты, но имеют ограниченное применение. Приведен обзор моделей для расчета рассеивания «низких» выбросов вблизи зданий, разработанных отечественными и иностранными специалистами ( Берлянд М.Е., Генихович Е.Л., Никитин B.C.. Huber А.Н., Ramsdell J.V., Wilson D.J., Chui E.H., LambB.J., Snyder W.H. и др.).

Нормативный документ ( ОНД-86) для расчета рассеивания в атмосфере выбосов от источников всех типов ориентирован на оценку мажорантных полей концентраций с учетом рельефа местности и застройки. Однако мажорантные поля концентраций не являются физическими, и это затрудняет получение достоверной информации при разработке энергоэффективных проектных решений. Методика, заложенная в основу ОНД-86, достаточно широко апробирована для расчета выбросов высоких источников. Особенности рассеивания «низких» выбросов, в том числе вентиляционных, учитываются путем сведения различных ситуаций расположения зданий и источников к определенным расчетным схемам. В каждом отдельном случае используется комбинация коэффициентов, отражающих поправку к расчетным зависимостям для высоких источников. Для прогноза характера рассеивания «низких» выбросов вблизи зданий в случаях, отличных от рассмотренных в ОНД-86, рекомендуется использовать физическое моделирование в аэродинамических трубах, которое широко используется за рубежом.

Во второй главе рассмотрены теоретические основы ФММ. При правильно сформулированной задаче и рациональном алгоритме решения информация, полученная при численном моделировании, значительно дешевле, чем при физическом. Однако математические модели, также, как и физические, являются приближенными. Поэтому на всех этапах исследования сложных физических процессов, например, таких,как рассеивание примесей вблизи зданий, целесообразно сочетание физического и математического моделирования.

Рассмотрены основные характеристики пограничного слоя атмосферы, которые использовались при разработке методики воспроизведения в АТ потока, подобного атмосферному.

Для разработки корректной методики моделирования процессов рассеивания вентиляционных и «низких» выбросов использовались уравнения гидротермодинамики в приближении Буссинеска. Система уравнений для осред-. ненных характеристик потока включает:

I. Уравнение неразрывности:

5(7

— ~ 0.

ах,

2. Уравнение движения Рейнольдса для турбулентного потока:

{еи, п ди,л \ ' /

+Г-Г+1Г (2)

ах ох, ■

3.Уравнение теплопроводности:

ОД а*

+-

(3)

4.Уравнение для плотности кинетической энергии осредненного движения:

+Аи>; -с/, -и, ■*■;]=/>„«>;

(4)

5.Уравнение для плотности турбулентной энергии:

дк

—г ди

-——{ки +-и.ии)=-ии. -^(г-ЯО-е' + а ' 2'"' '' дх,

• («>,) + + ч-О

(5)

5. Уравнение конвективно-диффузионного переноса примеси С

о/ дх, дх дх

где /?„- средняя по слою фоновая плотность; /¡и У] - отклонения давления и температуры от фоновых значений; / время; (1!,У.Ю- компоненты вектора скорости; ¡л-\р-динамическая вязкость воздуха; индексы / ¡.2,3 при х, соответствуют декартовым координатам Л',г.г; ускорение свободного падения; ¿"..-тензор Кронекера; ед —вектор угловой скорости вращения земли; £г1 -антисимметричный тензор третьего ранга; ул - к !с -адиабатический градиент температуры; рГ"* силы нагрузки воздушного потока

(-1

частицами пыли, тяжелого газа и т.д.; Д. - коэффициент термического расширения; ат- коэффициент температуропроводности; скорость

оседания примеси; С'- концентрация р-ай примеси.

Для сокращения записи в приведенных уравнениях использованы тензорные обозначения. Слагаемое 1Ь (-С"') характеризует действие объемных источников импульса (промышленные I! вентиляционные выбросы) В уравнении (6) функции ('"'') характеризуют скорость эмиссии и распределение мощностей источников. Например, при наличии кр источников с интенсивностями на промышленной площадке функция ^7%/) может быть представлена в виде:

где <р1(г)>/1(/)- функции, характеризующие режим работы и пространственную структуру источников, стационарно расположенных в точках г = п; (р„{г)~ ё'(г = п); <55(г= г*)-трехмерная дельта-функция Дирака.

Путем приведения уравнений (1-6) к безразмерному виду получены критерии подобия, соблюдение которых обеспечивает точное подобие изучаемых явлений в модели и натуре. Однако в практике физического моделирования выполнить требования точного подобия не представляется возможным.

В третьей главе разработана методология физического моделирования процессов рассеивания выбросов вблизи зданий с применением радиоактивных

(7)

индикаторов. Рассмотрены конструкции аэродинамических труб (А'Г), проанализированы требования приближенного моделирования. Приведены расчет и конструкция разработанной экспериментальной установки (АТ). Описаны способы воспроизведения в АТ основных характеристик потока. Разработана методика измерения с применением ЭВМ спектральных характеристик потока. Экспериментально обоснованы отдельные положения методики моделирования.

Обобщен зарубежный опыт моделирования процессов рассеивания выбросов вблизи зданий. В целом методика моделирования разработана достаточно полно, однако, отдельные ее положения ( подобие спектральных характеристик потока, выбор масштаба моделей, значение Ре,,) вызывают дискуссию и требуют экспериментального обоснования. Последнее, очевидно, связано с конструктивными особенностями используемых АТ и методами моделирования основных характеристик потока.

Приведено описание и расчет аэродинамической трубы незамкнутого типа с закрытой рабочей частью, которая имеет размеры 1.6x2x4.5 м и позволяет проводить исследования модели отдельных зданий в масштабе 1:100, промплощадок и микрорайонов застройки в масштабе 1:400-1:1000. Скорость потока варьируется в пределах 1-7 м/с, начальная степень турбулентности - 2 % . Толщина моделируемого пограничного слоя 8= 0.8-1м.

Для измерения средних и пульсационных составляющих скорости использовался комплект аппаратуры фирмы «01Б А», состоящий из двух термоанемометров (ЭТА) и коррелятора, соединенных с компьютером. Оценка спектральных характеристик потока проводилась с применением методов спектрального анализа для обработки записей выходного напряжения ЭТА. Длина реализаций при оценке характеристик турбулентного потока в АТ ограничивалась объемом доступной оперативной памяти компьютера, где размещался массив из 260000 значений. Выходное напряжения ЭТА регистрировалось АЦП" ЭВМ с шагом 0.001 и 0.0005с. Длина реализаций при проведении измерений составляла 260 и 130 с. Границы доступного частотного диапазона при изме-

репиял характеристик турбулентно!о потока is Л'1 составляли соответственно 0.0038-500 с"1 и 0.007"-1000 и надежно обеспечивали перекрытие низкочастотной части спектра. Для снижения эффекта элайзинга у верхней границы спектра использовался низкочастотный фильтр, встроенный в ЭТА.

Для расчета корреляционных и спектральных функций была составлена программа, которая позволила проводить обработку данных ЭТА с использованием оболочки «Visual Fortran 6.0.» и процедур из статистического раздела библиотеки IMSL. Корреляционные функции использовались для определения радиуса корреляции ( 0.4-0.6с) и оценки длины реализаций выходного напряжения ЭТА, которые значительно превышали интегральный временной масштаб турбулентности, что необходимо для получения надежных результатов.

Оценка спектральных характеристик потока проводилась путем преобразования Фурье реализаций записи выходного напряжения:

v .Y—1 1 :Y

' (\ -' Vl т T

! y.t.cos«/A j +( yx-sinarA I i. -—<&<— (8) Klrt ) Ы J J A A

где А - интервал дискретизации.

Расчет периодограмм выполнялся с использованием быстрого преобразования Фурье. Для получения состоятельных оценок спектра проводилось сглаживание периодограмм с использованием спектрального окна Тыоки.

Выполнен анализ ошибок, возникающих при измерении характеристик потока и обработке временных рядов. Ошибка, связанная с дискретизацией и квантованием при использовании 12 разрядного преобразователя АЦП-АОС 8113. составляет - 0.0002. Погрешность при опенке средней скорости характеризует дисперсия тарировочной кривой, полученной с использованием ЭВМ. В разных экспериментах она составляла 0.03-0.12. При изотропной турбулентности относительная ошибка при измерении интенсивности турбулентности в диапазоне значений 10-25°о. не превысит 3-4 °о.

Проанализированы также погрешности, связанные с обработкой временны?, рядов конечной длины. При обработке каждой реализации определялся 100

14

(1-а) % -ный доверительный интервал для спектральной плотности.

Пограничный слой с нулевым градиентом давления, соответствующий нейтральной стратификации, формировался «искусственно» с использованием турбулизирующих устройств и других элементов шероховатости. При изучении способов формирования пограничного слоя измерялись средние и пульсаци-онные скорости потока. Проводилась запись выходного напряжения ЭТА, используемая для расчета спектральных и корреляционных функций.

В качестве турбулизирующих устройств использовались: решетка из уголков 2x2 см с переменным шагом; металлические полосы шириной 0.3м с различным профилем; вихревые генераторы, выполненные в виде усеченных пирамид; деревянные кубики размером 4x4 см; барьер, высота которого варьировалась от 0.05 до 0.2 м и другие элементы шероховатости.

Исследование различных способов формирования пограничного слоя позволили составить наборы турбулизирующих устройств, обеспечивающих получение и варьирование требуемых для данной задачи характеристик потока. Были получены логарифмический и степенные профили скорости с показателем степени п=0.14-0.5. Отношение динамической скорости к скорости потока u./Ua изменялось в пределах 0.066-0.11, а параметр шероховатости -0 в -диапазоне 0.03-1.7. На рис. 1 приведены характеристики потока, полученные в рабочей части AT и принятые при проведении исследований.

Сопоставление спектральных характеристик потока в AT с законом 5/3 Колмогорова-Обухова выявило их хорошее совпадение.

Методика измерения концентраций основана на методе трассер-техники. В качестве метки использовался радиоактивный газ "Кг, применение которого при изучении рассеивания примесей в AT позволяет надежно зафиксировать минимальную концентрацию, составляющую порядка 10' от значений в устье * источника. Метод радиоактивных индикаторов, применительно к задачам строительства и охраны атмосферы, разработан A.A. Гусевым.

с

м

с

1-.

--2,3.

)..' \\

1 - И = 0.1 м

2 - И = 0.2м

3 - И = 0.4м

4 - Ь = 0.6м

5 - Ь = 0.8м

N

: 'Л

.у

-2.00 0.00

1д ( п И / и )

5

Рис. 1. Характеристики потока в рабочей части АТ в месте расположения модели х = 2.5м в трех продольных сечениях: а) вертикальные профили средней скорости; 1- логарифмический профиль; б) интенсивность продольной составляющей скорости; с) спектры продольной составляющей скорости

Для имитации выбросов использована смесь воздуха с "Л>и С03 , которая подавалась в рабочую часть АТ через устройства, имитирующие различного типа источники эмиссии. Скорость счета импульсов регистрировалась пересчетным прибором (ПСО-2М) или фиксировалась малоинерционным самописцем.

Концентрации газа-индикатора определялись методом отбором проб. Для радиометрии '"'Кг использовались цилиндрические камеры радиусом 2.5 см и высотой 25 см, по оси которых были установлены газоразрядные счетчики СТС-6. Полученная при исследованиях информация о полях концентраций представлялась в виде безразмерных величин К:

где II- средняя скорость потока на уровне кровли модели; А - площадь проекции наветренного фасада здания на плоскость нормальную потку; со0 -скорость выхода газовоздушной смеси; Н- высота здания; М- массовый расход; N„N11 -соответственно скорости счета импульсов в ?' точке и в устье источника.

Проанализированы погрешности, возникающие при измерении концентраций "Кг. Путем сопоставления выборочных распределений N с распределением Пуассона показано отсутствие ошибок, не связанных с радиоактивным распадом. Точность оценки концентраций определялась статистической погрешностью, которая поддерживатась во время экспериментов на границе рабочей области в АТ в пределах 1.5-2% варьированием активности индикатора.

При отработке элементов методики моделирования процессов рассеивания выбросов в АТ была получена количественная информация и изучено влияние на характер формирования и загрязнения зоны аэродинамического следа следующих параметров:

профиля скорости и интенсивности турбулентности набегающего потока; - значений Ке„ и плотно ста газовоздушной смеси (/•>):

(9)

спектральных характеристик потока.

Исследования проводились на моделях типовых промышленных зданий, характеристики которых приведены в табл. 1. В качестве характерного источника при оценке загрязнения зоны тени был принят точечный выброс, расположенный в центре кровли моделей. Поля концентраций представлялись в безразмерном виде согласно формуле (9).

Границы зоны следа и области циркуляции определялись:

- из условия, что величина скорости отличается от наблюдаемой в свободном потоке не более, чем на 5 %;

- путем интегральной обработки по относительной толщине вытеснения

ДсГ, нормированной на величину \!~Л :

где д]- общая толщина вытеснения пограничного слоя; <5о - толщина вытеснения пограничного слоя; А3' - толщина вытеснения за счет обтекания здания.

Экспериментально обоснована необходимость воспроизведения профиля средней скорости потока, подобного натурному. Не выявлено, однако, различий в распределениях и величинах концентраций в зоне циркуляции потока при логарифмическом и степенном (п=0.14) профилях скорости. При равномерном профиле скорости набегающего потока концентрации в зоне циркуляции на 30% выше, чем соответствующие степенному профилю (п=0.14).

Увеличение интенсивности турбулентности енабегающего потока вызывает падение загазованности зоны циркуляции. Значения концентраций за зданием не изменялись при е > 9%.

Влияние числа 11е определялось путем сопоставления безразмерных полей концентраций в зоне следа отдельно стоящего здания. Подобие полей концентраций наблюдалось при V) или =1.4-104 (Ке = II ■ Н/у ), которые и были приняты за критические значения. При этом обеспечивалось подобие высокочастотного края спектра.

(Ю)

Спектральные характеристики потока ( условие/,,, —-idem, гае

/„„V- безразмерная частота . п- частота, на которую приходится максимум в спектре турбулентных пульсаций) не оказывают существенного влияния на характер рассеивания примесей в ближнем следе, если воспроизводится логарифмический профиль скорости набегающего потока.

Для выбора рационального масштаба модели проанализировано влияние параметра H!S{ где £-толщина пограничного слоя) на распределение концентраций за зданием. Его изменение в пределах HI 8= 1/5 -1/8 приводит к различию концентраций не более, чем на 10%.

Геометрический масштаб моделей, рассчитанный из условия подобия спектральных характеристик потока, составил 1:350- 1:1000. Согласно приведенным выше результатам при исследованиях возможно варьирование масштаба моделей в пределах 1:100- 1:1000.

Влияние плотности газовоздушной смеси, имитирующей выбросы, на поля концентраций в зоне следа оценивалось по числу Fr . Для диапазона значений 1.7 < Fr < 4 рассеивание примесей вблизи зданий было автомодельным.

Результаты исследований, приведенные выше, были положены в основу разработанной методики моделирования рассеивания «холодных» выбросов вблизи зданий при нейтральной стратификации, согласно которой необходимо выполнение следующих требований:

- геометрическое подобие;

- Re > Re.,,, т.е. Re,P > 4 • 10"1;

- подобие граничных условий (вертикальные распределения средней и пульсационных компонент скорости);

- оценка спектральных характеристик потока и НI¿< 1 /5;

- подобие характеристик источников выброса a?Jh\ hiH«,, d,Jh(Tде d^h -диаметр и высота источника,ш0 -скорость выброса);

- автомодельность по Fr.

Поток, моделируемый в АТ, должен быть аэродинамически шероховатым, что обеспечивается при выполнении условия Яе' > 3 (,Яе" = и- ■ -г ').

Четвертая глава посвящена разработке математической модели, которая позволяет получить поля скорости, давления и концентраций в зоных деформированного зданиями потока. В ее основе лежит решение трехмерных уравнений гидродинамики в консервативной форме в переменных скорость - давление. При записи уравнений модели использована декартова система координат. Область интегрирования уравнений модели задается в виде параллелепипеда с размерами ¿,„ I-.

+ V (Г-к) = У Р + У( V • V V) + —Г~>

<3/ V / р р (II)

При решении уравнений гидродинамики использован метод расщепления по физическим процессам. Уравнения Навье-Стокса, записанные в векторной форме, расщепляются согласно алгоритму;

+ = (12) м

-—/1-1 —6 сп

у — V 1

-1—~—(14)

А Г Р0

На первом шаге из конечно-разностных аналогов уравнения (12), записанного в дивергентной форме, определялось поле предварительных значений вектора скорости V . При расчете применялся усовершенствованный метод Мак-Кормака, который использует конечно-разностные схемы второго порядка точности по пространству и времени типа "предиктор-корректор" по явной схеме. Потоки массы и импульса через границы ячеек определялись только за счет нормальных к границам компонент скорости. Величины потоков и скоростей вы-

'слялись на границах ячеек, а скалярные переменные: давление Р, темпе-тура Т и концентрация С в их центрах.

На втором этапе решалась задача Неймана для давления Р методом Гаусса-йделя в сочетании с последовательной верхней релаксацией.

На третьем этапе, зная поле давления Р°'\ рассчитывались окончательные ачения поля скоростей так,чтобы найденная скорость удовлетворяла усло-[Ю |<Лг>К - 01 для каждой ячейки.

Для учета влияния турбулентности использовались две модели: подсеточ->й турбулентности Сматоринского-Лилли и модель переноса вязкости «\у92». грвый метод основан на аппроксимации коэффициентов турбулентной вязкос-I на подсеточных масштабах. Масштаб мелких вихрей определяется шириной 1ейки:

Д= (Ах - Ду-Лг)'3 (15)

це Дх,Ду,Дг- шаги сетки.

Для расчета изотропного коэффициента турбулентности у'(х,у,г,/) исполь->вана зависимость:

+ ~Ю(х„Г)]'\ есчи Ю< 1;

V' если Дг(.х,,г)>1

(е 0=0.1- 0.4 - константа; фоновое значение коэффициента турбулентно-и (1^=1-15 м2/с); Д/ (х,у\:,!)- локальное число Ричардсона, Ое/- де-ормационная или диссипативная функция.

Учет анизотропии турбулентности осуществлялся через коэффициенты:

(17)

Д

Уравнение переноса турбулентной вязкости для модели " \\-92" имеет вид:

21

дру' дриу' _ с 81 дх дх

р<( у+«- и ~1Р{(( \ - с>•■' - »<)] ■+

сх, дх дх

+ рся У1\ + Л,(»<Т •/'• ' + А,[У +»')/',Г*,! + ЛМ- (18)

дх:

ёи,

дх.

дх.

- пС

- рС \ (V''У Д(' V' (Л'У +1',) + С7/у-Чф/ ■ а"

где н - компоненты вектора скорости: .4,,.4,,С-эмпирические константы; а-скорость звука, ¿/- модифицированное расстояние, = + 0.01^, с/, соответственно реальное расстояние до стенки и эффективный диаметр шероховатости; , - эмпирические функции.

Для пространственной дискретизации уравнений использовалась совокупность четырех вычислительных сеток, разнесенных в пространстве, с шахматным расположением узлов. Применение сдвинутых сеток дает возможность связать значения полей (/, V, IV, и давления Р в соседних точках, что позволяет улучшить аппроксимацию уравнений неразрывности и Навье-Стокса.

При решении системы уравнений на входной границе области задавался логарифлшческий профиль ветра с нулевыми поперечными компонентами вектора скорости. На неподвижных твердых поверхностях (поверхность земли, стены зданий) задавались условия непротекания и прилипания. На боковых поверхностях области интегрирования ставились условия непротекания по-

тока по нормали к границам

V

= 0 и условия свободного скольжения

потока относительно этих границ

■0;

,=0 -.¿V

81Г Зу

= 0.

В качестве граничного условия для давления использовалось граничное условие Неймана—=0, которое задавалось на всех границах кроме выход-дп

ного сечения. На выходной границе реализуется неоднородное граничное условие, которое получается из условия совместности в задаче Неймана, если

интеграл по ооъему в левой части выразить через поверхностный интеграл и учесть краевые условия для скоростей:

-Я АЮ** + Я РУ^^М =

Я рр 7 <&<*=-

(19)

Аналогично описанным выше процедурам расчета полей скорости формулируется схема вычисления поля температуры для одного шага по времени. Используя метод расщепления, реализуются этапы конвективного переноса Т\ дТ 8(иТ) б(ГТ) 3(ИТ)

- + -д1 дх

ду

&

= 0

И диффузного переноса:

) [дД дх / ду{ ду ) &

(20)

(21)

При решении уравнения диффузии также использован метод расщепления по физическим процессам: -конвективный перенос примеси:

дСр д{иС") Э(РС') а(ЖСр).

дt дх ду - турбулентная диффузия примесей:

дС." _ 5 д/ дх

--0

дС") д

V - + —

дх I ду

8СР ) д К— + — ду I &

дС" &

(22)

(23)

На всех границах области интегрирования ставятся граничные условия

второго рода

ВТ(х.)

дх,

= 0 и

ЭС(х.)

дх,

= 0.

На первых двух этапах уравнения (22) и (23) решаются независимо друг от друга. На третьем этапе осуществляется взаимная адаптация полей загрязняющих веществ. Для получения корректного решения с использованием схем

второго порядка точности в области больших градиентов (вблизи источников) и обеспечения монотонности использована гибридная схема, основанная на методе Мак-Кормака и схеме «против течения» первого порядка точности по пространству и времени. На этапе адвекции при реализации алгоритма Мак-Кормака после предиктора-корректора из-за ошибок округления возможно появление отрицательныех значений С''. Поэтому на третьем шаге выполняется процедура, уменьшающая вероятность появления отрицательных величин с сохранением массы примеси так, чтобы С,'Г —»СУ/. Адвективный поток вычисляется как средневзвешенное из положительно определенной схемы первого порядка и разностной схемы второго порядка. Практическая реализация расчетной схемы осуществляется следующим образом. По схеме Мак-Кормака рассчитывается этап адвекции поля примеси С. Затем в каждом узле ( iJ,k) вычисляются весовые коэффициенты смешения схем первого и второго порядка точности. После адвективной части решения осуществляется учет вязких членов. При расчетах могут появляться отрицательные значения, которые, однако, не превышают величин 10 9.

Программа для реализации численной модели написана на языке «Роптал». Поскольку задача решается методом установления, то выполнена проверка на стационарность, которая для поля скоростей имеет место, начиная с 500 шагов, а для поля концентраций - 8000 шагов ( Д/ = 0.001с).

В пятой главе рассмотрены вопросы практической реализации метода физико-математического моделирования ( см. практическая значимость работы). Выполнено сопоставление результатов физического и математического моделирования с известными в литературе данными модельных и натурных экспериментов. Ниже приведены основные результаты практического применения метода физико-математического моделирования.

Изучение структуры зоны следа проводились путем измерения полей скорости, интенсивности турбулентности и концентраций, соответствующих пассивному вводу радиоактивного индикатора в различные точки зоны следа

24

на моделях типовых промышленных зданий, характеристики которых приведены в табл. 1.

Была изучена структура области циркуляции и определены ее размеры. При нормировании на величину Ул длина зоны циркуляции для рассматриваемых моделей ( 3 <Ь/Н < 12) была практически постоянной (см.табл.1). Ввод индикатора в различные точки зоны циркуляции позволил установить наличие подковообразного вихря у заветренного фасада здания и оценить его размеры. В местах примыкания подковообразного вихря к поверхности земли образуется пара симметричных горизонтальных вихрей с центрами в точках х «0.4-¡А, уя>± 0.8л/л Выброс, расположенный в вблизи этих точек, приводит к асимметрии в загрязнении зоны следа (см. рис. 2).

Таблица 1

Характеристика моделей и протяженность зоны циркуляции

Ь, м Н, м у[л , м Ьц„р ,м ьцир/н

0.3 0.1 0.173 0.41 4.10 0.236

0.6 0.1 0.246 0.55 5.50 0.223

1.2 0.1 0.371 0.82 8.20 0.221

0.6 0.2 0.345 0.76 3.80 0.220

0.6 0.07 0.210 0.46 6.57 0.219

где- Ьцщ>- длина зоны циркуляции; Ъ-размер здания, нормальный потоку.'

Изучение особенностей формирования полей концентраций в зоне тени показало, что характер ее загрязнения существенно зависит от места расположения выброса и его параметров. Получены поля концентраций при различных положениях точечного выброса в области возмущенного зданием потока. Наиболее неблагоприятные условия вблизи зданий имеют место при малых скоростях ветра (II = 1-2м/с) и ориентации зданий длинной стороной нормально потоку. Наибольшие концентрации К, определенные по (9), в местах возмо-

У/л

| 1.00-1,

0.50- 4

------Г"^—-,— |-------1----[......-1

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 1.00

Х/«й

Рис. 1. 11оле безразмерных концентраций К при расположении точечного наземного источника в в точке с координатами д' = 0.4 VI, у = -0.8-Л.

жного расположения воздухозаборов были зафиксированы при поступлении выброса в нижнюю часть зоны тени, где примесь циркуляционным потоком переносится к зданию.

Проанализировано влияние скорости выброса а„ от 0.4 до 12 м/с и высоты источника, расположенного на кровле здания, на поля приземных концентраций. Например, увеличение высоты источника от 1 до 4м над кровлей снижает приземные концентрации на 20%.

Статистическая обработка экспериментальных полей концентраций показала, что выявить обобщенную зависимость при описании безразмерных полей концентраций, например, для различных положений наземного источника в зоне тени, оказалось достаточно сложно. Как наилучшая (коэффициент детерминации Г = 0.96) была выбрана зависимость вида:

= а+Аехр(-0.5 • (((* - Ь)^)1 + ({у - е)!йУ)) (24)

м

где С, - концентрация в точке; и - скорость потока на уровне кровли здания; А- площадь проекции наветренного фасада здания на плоскость нормальную потоку; М- массовый расход.

Величины коэффициентов определены с использованием регрессионного анализа и зависят от параметров выброса и положения источника в пределах зоны тени.

Для линейного источника, расположенного на кровле (рис.3), приземные концентрации в зоне следа могут быть определены как:

С-'и'А =а + ЬА'х" + сА"х3 (25)

М

Ограниченность расчетных схем, предложенных в ОНД-86, приводит к тому, что для зданий сложной формы при обеспечении стандартов качества воздуха возникает необходимость экспериментального определения конфигурации зон ветровой тени и фактической картины пространственного распределения концентраций. Например, при изучении рассеивания факела выброса,

расположенного на здании куполообразной формы, максимальные экспериментальные концентраций- (С«, =17.9-ЗО^л/г/.м3) почти на порядок превышали расчетные (С„ = 2.21-10~4лг/д/3). Кроме того, область максимальных концентраций располагалась на 100м ближе к источнику, чем соответствующая расчетному варианту.

Rank 1312 Eqn3196 z=a+bx2-5+cx3 г2=0,В8960622 DFAdj r2=0.88111439 FitStdErr=0.19953286 Fstat=161.16963 a=2.6477939 b—0.0586S5569 C=0.017634254

Рис. 3. Распределение безразмерных приземных концентраций К по потоку для линейного источника

При продувке моделей испарительных градирен в АТ были решены следующие задачи:

- изучены распределения безразмерных приземных концентраций при различных соотношениях тШ и определены ПДВ окислов азота, содержащихся в газах ГТУ, подаваемых над оросителями градирни;

- определена эффективность установки ветрозащитных устройств, кольцевого воздухораспределителя в выходном сечении градирни и факельного выпуска газов ГТУ через центральное сопло, расположенное в устье градирни;

- проанализировано влияние выброса градирен на жилой массив. Для расчета распределения приземных концентраций по оси факела выброса градирен получена эмпирическая зависимость (а>0/и =1.1):

с^--:-5-г (26)

и-Н2 19.7(х/Н) — 3.7(х/Н) + 0.27(х/Н)

где М-массовый расход, Н-высота фадирни, II -средняя скорость потока на высоте градирни.

Изучение рассеивания паровоздушного факела показало, чего в точке максимума, который располагался на расстоянии х/Н =6 + 7, концентраций АЮх (Ста* = 0.42 мг/ м3) превышают ПДК для населенных мест (0.085мг/м3) в 5 раз. По результатам исследований определялся коэффициент разбавления:

который сравнивался с рассчитанным по ОНД-86 и по методике Пасквилла.

Сопоставление полученных значений минимальных коэффициентов разбавления приведено в таблице 2.

Таблица 2.

Сопоставление экспериментальных и расчетных величин кр

К к', по ОНД-86 кр поПаскшшу

0.5-106 3.5-106 1.7-10®

С использованием кр определялись значения ЦЦВ для окислов азота, которые оказались в 4 раза ниже проектных величин ПДВ.

Для института «АЭРОПРОЕКТ» была выполнена продувка модели здания аэровокзала с международным транзитным сектором, проектируемого для г. Омска. Цель работы - выбор наиболее благоприятных мест для размещения воздухозаборник устройств систем приточной вентиляции. Сложные архитек-

турно-конструкторские и технологические решения, реализованные в проекте, потребовали на стадии проектирования рассмотреть несколько вариантов расположения приточных отверстий систем общеобменной вентиляции для зала ожидания международного сектора, чтобы предотвратить проникновение пищевых запахов, содержащихся в вентиляционных выбросах кухни. Высокая точность метода радиоактивных индикаторов, использованного при исследованиях, позволила на основании изучения пассивного переноса индикатора дать рекомендации по расположению воздухозаборных устройств систем вентиляции и скорректировать параметры выбросов.

Различия расчетных и экспериментальных концентраций при изучении загрязнения зон ветровой тени отдельных зданий дает основания предполагать,что в случае группы зданий различной формы и размеров расхождение результатов может быть более существенным.

Большой объем модельных исследовании выполнен для предприятий алюминиевой промышленности, которые являются крупными источниками загрязнения атмосферы. Неблагоприятная экологическая ситуация в местах расположения заводов связана с тем, что эффективность газоулавливающего оборудования электролизеров на различных заводах колеблется от 50 до 98 % . Вредные вещества, содержащиеся во вторичных электролизных газах, поступают в корпус и выбрасываются через аэрационные фонари в атмосферу, что приводит к значительному загрязнению воздушной среды промплощадок. Результаты исследований использовались ВАМИ при реконструкции заводов с целью выбора рационалыюго способа организации, оптимальной планировки промплощадок и разработки мероприятий по повышению эффективности укрытий электролизеров.

Например, при реконструкции ДАЗа в проекте рассматривалось два варианта планировки промплощадки и два способа организации выбросов линейных источников ( продольные и поперечные аэрационные фонарии).

По результатам исследований были определены оптимальные расстояния

между корпусами, которые не должны быть менее 2Я,„ и установлено, что применение фонарей поперечного типа приводит к большей загазованности межкорпусных пространств ( в среднем на 30 %). В табл. 3 представлено сопоставление концентраций, рассчитанных по ОНД-86, полученных при исследовании в АТ промплощадки ДАЗа, а также результатов японских авторов.

Концентрации И7 на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) при х=500м незна-чительно отличаются от расчетных величин. Однако различие максимальных концентраций весьма существенны.

Сопоставление расчетных, на базе численной модели, и экспериментальных концентраций в межкорпусном пространстве приведено на рис.4.

Таблица 3

Сопоставление расчетных и экспериментальных концентраций

Источник лг (х=500 м) и,м/с к„,мг 1с СГ-Ю"3, мг/м"

Цунода 2.7 1.0 30 — —

ОНД-86 1.8 1.5 44 8.3 278

Результаты Продувки 2.6 1.5 30 40 70

Анализ информации, полученной при изучении в АТ характера загрязнения промплощадок различного типа, позволил сформулировать обобщенный подход, заложенный в основу методики прогноза качества воздушной среды. Основные положения методики направлены на корректировку проектных величин ПДВ и сводятся к следующему:

- на основании анализа параметров существующих источников выбираются характерные выбросы, рассеивание которых изучается экспериментально в АТ , поля концентраций представляются в безразмерном виде, согласно (9);

- по экспериментальным распределениям К рассчитываются минимальные коэффициенты разбавления к,:

к,=

У-Н-1

(28)

Величина предельно допустимого выброса определяется как:

ЛДВ = К;:(ЛДК-СФ) (29)

где Сф -фоновая концентрация.

Разработанная методика использовалась для проверки проектных значений ПДВ при реконструкции крупных промышленных комплексов.

• - экспериментальные расчетные

I

V

У.

0.36 —--------------------,------.

О.ОО £ЫО о.ао 1.20 1.60 2.00

Расстояние между корпусами, х/Н

Рис. 4. Распределение безразмерных приземных концентраций в межкорпусном пространстве: /ь„ = 2Н

Снизить степень вредного воздействия промышленного предприятия на селитебную зону можно за счет правильного выбора размеров и организации СЗЗ. Такие вопросы приобретают особую актуальность в связи с введением новых нормативных требований, согласно которым для предприятий увеличены размеры СЗЗ. Выдержать требуемые размеры СЗЗ для существующих предпри-

ятий, расположенных в пределах жилой застройки, практически невозможно . Однако рациональное решение вопроса может быть получено при постановке модельных экспериментов в АТ. Работы по изучению способов организации СЗЗ были выполнены для института ЛенНИИГрадостроительства.

Для решения вопросов энергосбережения и оптимизации работы ветиля-ционных систем оценка требуемых воздухообменов и объемов инфильтрации должна проводиться с учетом пространственного распределения вредных веществ, полей скорости и давления вблизи зданий, а также характера изменения концентраций в местах расположения воздухозаборов. Связь процессов тепло-массопереноса в вентилируемых помещениях и окружающей атмосфере приводит к необходимости объединения их в единую динамическую систему (ЕДС), границы которой соответствуют области деформированного зданием потока. В пределах ЕДС можно выделить три подсистемы: внутренняя среда здания, наветренная зона тени и подветренная область циркуляции потока. Сложный характер динамических связей отмеченных подсистем затрудняет получение обобщенных теоретических моделей для описания процессов тепло-массооб-мена в пределах ЕДС. При их разработке целесообразно использование комплекса моделей, взаимосвязанных по пространственно-временным масштабам и построенных на единой методологической основе, в качестве которой можно рассматривать предложенный метод физико-математического моделирования.

При разработке мероприятий по обеспечению стандартов качества воздуха целесообразен следующий алгоритм. Все источники эмиссии, участвующие в загрязнении ЕДС, можно представить как «собственные»- выбросы изучаемого здания, «внутренние» , действующие в пределах ЕДС, и «внешние» , факелы которых взаимодействуют с этой зоной. Для каждой группы источников на базе метода определяются максимальные концентрации и зоны их локализации. Наибольшее количество вредных веществ будет поступать в здание, если воздухозаборы окажутся расположенными в "критической" зоне, т.е. в зоне совместного максимума при действии отмеченных групп источнков. Это соот-

3.00

2.00

1 00

/ / I ' /

/ :

О ® ¿Р о О

О" О' о"

О-

ф'

3.00

4.00

.0

О?'

0

1

о

о о со

5.00

щ

о О

3

о

6.00

7.00

Рис. 6. Распределение избыточного давления в вертикальной плоскости при ойгека

нии здания 1=2Н, В=Н

/

и>

о

4.00 !

т |

3.00

2.00

1.00 !

- 0.10

~ 0.30-----

-0.80-

II,

>> )

- - 0.39 - -- 0.50------0.70' ~

(

/

\ \Ч \Ч

■Vх

-----0.50------О.30 —

.....0Л0

о.?0

■ 0.5о. О.Зо -

0.10

1.00

2.00

3.00

4-00 5.00 У/н

Рис. 7. Поле безразмерных приземных концентраций К для наземного источника расположенного у заветренного фасада здания; здание Ь=2Н„

¡етствует минимально возможным коэффициентам разбанладая!. Прогноз экологической ситуации должен осуществляться для наиболее неблагоприятных ус-ювт, когда циркуляционная зона у заветренного фасада стационарна и имеет ¡аибольшую протяженность.

Для оптимизации работы вентиляционных систем а качестве характерного параметра, отражающего степень связи внешней и внутренней среды зданий, предложено использовать безразмерную величину а:

а = -

^тпа)

(28)

где ¿та, - минимальное количество воздуха, необходимое для обеспечения стандартов качества воздуха в помещении; максимально возможный при данных условиях коэффициент разбавления вредностей, выбрасываемых в пределах ЕДС.

экспериментальные по [81]

1- расчетные по [37]

2- расчетные модель натурные данные по [80]

0.00 ZOO 4.00 6.00

Расстояние по потоку, х/Н Рис.8. Сопоставление безразмерных приземных концентраций по оси

факела выброса от наземного источника, расположенного у заветренного

фасада здания.

Оперативный анализ проектных решений может быть выполнен на основе

разработанной численной модели, которая позволяет получить информацию о полях скорости, давления и концентрации в пределах ЕДС ( рис. 5, 6, 7).

При реализации метода моделирования определенный интерес представ ляет оценка достоверности полученных результатов. На рис. 8 приведено со поетавление безразмерных приземных концентраций для наземного источника расположенного у заветренного фасада здания, рассчитанных по разработан ной программе с экспериментом, выполненным в гидролотке ЕРА (США) дл; условий нейтральной стратификации (Рг===с). и данными натурных исследо ваний, проведенных институтом экспериментальной метеорологии. Выполнено также сопоставление результатов расчета по разработанной программе < известными в литературе данными численного моделирования. Полученс достаточно хорошее согласование результатов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан комплексный подход для оценки эффективности проектных решений в области промышленной вентиляции и охраны атмосферы на базе физико-математического моделирования (ФММ).

2. Разработана методология физического моделирования рассеивания «низких» и вентиляционных выбросов в аэродинамической трубе.

3. Разработанная методика реализована для выбора оптимальной планировки промплощадок, рационального варианта организации вентиляционных выбросов, корректировки величин ПДВ, оценки размеров и конфигурации СЗЗ и прогноза качества воздушной среды при проектировании и реконструкции предприятий, которые выполнялись ведущими проектными организациями Санкт-Петербурга.

4. Для совершенствования принципов расчета требуемого воздухопотреб-ления зданий, учета объемов инфильтрации, прогноза концентраций в местах расположения воздухозаборов и оперативной оценки эффективности

фоектных решений разработана математическая модель, основанная на решети нестационарных уравнений гидротермодинамики и диффузии.

5. Разработана программа для практической реализации, которая позволяет юлучать поля скорости, давления и концентраций в зонах деформированного даниями потока.

6. Изучены особенности формирования и характер загрязнения ЕДС от-тельно стоящих зданий и их групп.

7. Разработана методика прогноза качества воздуха на промплощадках.

8. Сформулированы основные принципы оптимизации работы систем вентиляции на базе обобщенного подхода в описании процессов тепло-массооб-лена в пределах ЕДС.

9. При проектировании или реконструкции крупных промышленных объектов целесоообразно внедрение предложенного метода ФММ.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

' 1. Дацюк Т.А. Моделирование рассеивания вентиляционных выбросов / СПб гос. архит.-строит. ун-т. - СПб., 2000,- 208 е., ил. 36. 2 2. Даюок Г.А. Методология комплексного подхода в решении задач промышленной вентиляции и охраны окружающей среды // Сб. тр. молодых ученых. - 4.V. - С-Пб., 1999. - С. 91-98.

3. Дацюк Т.А., Ивлев Ю.П. Численное моделирование турбулентной диффузии вблизи зданий I/ Межд. научно-методич. конф. - В.Новгород., 2000. -С. 128-129.

4. Дацюк Т.А., Леонтьева Ю.Н. Качество внутреннего климата и ~ загрязнение зон ветровой тени выбросами низких источников // Материалы VI съезда АВОК, 26-29 мая 1998 г., - С-Пб, 1998. - С. 96-99.

г

5. Datsuik, T., Yablonskiy, К. 1994. Dispersion of low emission near building

39

and indoor climate // Proceedings of the International Conference on HVAC in Cold Climate'94. - Finland.. 1994. - PP. 271-277

6. Dutsuik. Т., Jablonskiy, K, Leonteva, U. Indoor air quality and toxic emissions in building wake // Proceedings of the 7th International Conference on Indoor Air Quality & Climate-Indoor Air "96. - Vol.7.. 1996. - PP. 943-947.

7. Dutsuik, Т., Jablonskiy, K, Leonteva, U. The air contamination near the buildings and the ventilation efficiency // The 8th International Conference on indoor Air Quality and Climate Edinburgh, August 1999 - Scotland, 1999.-P. 345-351.

8. Datsuik, T. and Jablonskiy, K. Indoor aiT quality and building wake contamination П Indoor aiT quality in practice, moisture and Cold Climate solutios, Symposium in Oslo. - Norway, 1995. - PP. 105-110.

9. Дацюк T.A. Применение системного подхода в решении внешней и

/

внутренней задач вентиляции //Сб.тр.СПб ГАСУ. - Ч.2.- СПб, 1998.-С.108-111.

Ю.Яблонский К.В., Дацюк Т.А., Абрамович Э.Я. Использование экспериментального коэффициента разбавления для расчета предельных допустимых выбросов низких источников // Совершенствование систем теплогазоснабженя и вентиляции. I Межвуз. тем. сб.тр - Л., 1989 г.- С. 27-33.

11 .Дацюк Т.А., Поташник Э.Л. Математическая модель для атмосферного потока и дисперсии вблизи зданий // Меж.тем. сб. тр. "Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ",- СПб., 2000.

12. Яблонский К.В., Дацюк Т.А. и др. Моделирование загрязнения атмосферы промгшощадки алюминиевого завода с целью нормирования выбросов, контроля и прогнозирования качества воздушной среды // Решение экологических проблем в производстве алюминия // Сб.науч. тр. ВАМИ. -СПб., 1990,-С. 11-18.

13. Datsuik Т., Yablonskiv К. Experimental study air pollution building wakes for practical application // Proceedings of the 3ht Internationa! Conference "Healthy Buildings'94". /Budapest, Hungary 22-25 August, 1994-Vol.2,-pp. 349-353.

14. Dutsuik, Т., Jablonskiy, К., Leonteva, U. Indoor and outdoor are quality on lie aluminium plants and within recidential areas // Proceedings of the 7lh Inter-lational Conference on Indoor Air Quality & Climate /Indoor Air '96, 1996, -^agoya, Japan, 1996.-Vol.7-P. 949-952.

15. DeruginV., Datsuik Т., Yablonskiy K., Sminiov A. Estimsting and educing negativ effects of cooling tower plume on residental areas // Proceedings of lie 3ht International Conference "Healthy Buildings'94".- Budapest, Hungary 22-25 \ugust, 1994-Vol.2.-P. 121-125.

16. Яблонский К.В., Дацюк Т.А. Решение внутренней и внешней задач переноса газообразных вредностей на предприятиях алюминиевой 1ромышлеиности // Науч.-тех. конф. «Современные проблемы вентиляции, сондиционирования и экологической безопасности»/ СПб ГАСУ, 1998 - С.6-11.

17. Яблонский К.В., Дацюк Т.А., Абрамович Э.Я. Использование жспериментальногб коэффициента разбавления для расчета предельно топустимых выбросов низких источников // Совершенствование систем тепло--азоснабжения и вентиляции: Меж. вуз. сб. тр. /ЛИСИ - Л., 1989. - С. 27-33.

18. Яблонский К.В., Дацюк Т.А., Мишутина Е.Г. Экспериментальное эпределение ПДВ аэрационных фонарей корпусов электролиза алюминия // повышение эффективности систем теплогазоснабжения и вентиляции: Меж. зуз. сб. тр. 1 ЛИСИ - Л., 1991. - С. 33-41.

19. Яблонский К.В., Дацюк Т.А., и др. Исследование снижения шгрязнений воздушной среды алюминиевыми электролизерами с оценкой ПДВ методом трассер-техники // International Conference, / 123rd TMS Annual Meeting. - San Francisco, 1994.-C. 153-157.

20. Datsuik Т., Yablonskiy K., Leonteva U. Complex approch for indoor environmental improvements in planning and reconstructing buildings // Proceeding of [he 5th International Conference on Healthy Buildings IAQ'97. - Washington, USA, 1997.-P. 365-372.

21. Дацюк Т А., Леонтьева Ю Н. К оценке качества воздушной среды на промплощадках // Достижения в теории и практике теплогазоснабжения, вентиляции, кондиционирования воздуха и охраны воздушного бассейна / Сб. науч. тр. -СПб, 1997. - С. 38-39.

22. Яблонский К.В., Дашок Т.А., Ясенский АН. Оценка условий размещения станций контроля загрязнения атмосферы в отдельных микрорайонах города с помощью физического моделирования И Методы и средства контроля загрязнений атмосферы и промышленных выбросов /Сб. тр. ГТО им. Воейкова А.И. - Л.: Гидрометеоиздат 1987. - С. 24-32.

23. Дацюк Т.А. Элементы системного анализа в задачах экологии // Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ / СПб ГАСУ. - СПб, 1999. - С. 51-53.

24. Дацюк Т.А. Загрязнение зон ветровой тени и качество внутренней воздуха // Научно-практические проблемы рационального потребления воздуха «Воздух-99» - СПб.,1998 - С. 106-108.

г

25. Дацюк Т.А. Физико-математическое моделирование процессо рассеивания низких выбросов вблизи зданий // Тр. Молодых ученых, - СПб ГАСУ, 2000. С,-38-41.

'^ 26. Дацюк Т.А. К вопросу исследования рассеяния примесей в атмосфер« методом моделирования У/ Вопросы теплоснабжения и вентиляции в условия) Якутска.-Якутск,1979.-С. 17-23.

27. Гусев. А.А, Яблонский К.В., Дацюк Т.А. Влияние структурь воздушного потока на распространение загрязнений вблизи сооружений / Исследования в области отопления, теплоснабжения, вентиляции кондиционирования воздуха - Л.: ЛИСИ, 1980.-С. 97-104.

28. Гусев. А.А, Яблонский КВ., Дацюк Т.А. О рассеянии выбросо низких источников в зоне аэродинамического следа // Исследования в облает отопления, теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха - Л

ПИСК, 1981.-С. 56-62.

29. Гусев. А.А, Яблонский К.В., Дацюк Т.А. Прогнозирование эжидаемого уровня загрязнения атмосферного воздуха методом физического моделирования // Тез. доклада 1У Всесоюзной конференции «Автоматизация контроля и прогнозирование», Севасгополь-Киев:"Наукова думка", 1982.-25-27.

30. Гусев. А.А, Яблонский К.В., Дацюк Т.А. Оценка уровня загрязнения воздушного бассейна промышленных площадок методом моделирования ''/Совершенствование методов расчета и систем теплоснабжения и вентиляции -Л.: ЛИСИ, 1982.-С. 38-47.

31. Яблонский К.В., Дацюк Т.А. Моделирование процессов рассеивания в атмосфере технологических и вентиляционных выбросов // Вопросы теплоснабжения и вентиляции в условиях Якутии, Сб. тр. - Якутск, 1983. - С. 3-10.

32. Гусев. А.А, Яблонский К.В., Дацюк Т.А. О формировании полей концентраций примесей, выбрасываемых низкими источниками, вблизи отдельно стоящих зданий // Вопросы отопления и вентиляции производственных зданий - Л.: ЛИСИ, 1983. - С. 45-52.

■ 33. Дацюк Т.А. К оценке уровня загрязнения зон ветровой тени отдельно стоящего здания /У Совершенствование систем отопления и вентиляции производственных зданий. - Л.: 1985.-С. 54-59.

34. Яблонский К.В., Дацюк Т.А., Обухов И. А. О структуре воздушного потока за отдельно стоящим зданием // Инженерные задачи вентиляции и теплоснабжения на Севере - Якутск, 1986. - С. 9-18.

9 35. Дацюк Т.А. О рациональной организации выбросов на территории промышленных площадок // Инженерные задачи вентиляции и теплоснабжения на Севере. - Якутск.-1986.-С. 63-72,

36. Гусев. А.А, Яблонский К.В., Дашок Т.А. Использование физического моделирования при реатизации автоматизированных систем контроля состояния атмосферы // Использование вычислительной техники для решения проблем охраны среды в теплоэнергетике: Тезисы доклада всесоюзная

43

конференция - Киев, 1986. С. 165-167.

37. Гусев. А.А, Яблонский К.В., Дацюк Т.А. Физическое моделирование процессов рассеивания промышленных и вентиляционных выбросов и оценке уровня загрязнения вблизи зданий // Вопросы рассеивания выбросов от низки? источников: Международный семинар. -Л: Гидрометеоиздат, 1986. - С. 32-33.

38. Яблонский К.В., Дацюк Т.А., Сафарова Л.Е. Совершенствование ме^ тодов оценки эффективности газоотсоса и уровня загрязнения воздушной средь // 3-ий региональный симпозиум АН СССР по охране окружающей среды -Л.Д987.-С. 35-38.

/ п 39. Дацюк Т.А. Исследования аэрации жилой застройки: Метод, указания -Л.: ЛИСИ, 1984.- 8 с.

| ^ 40. Дацюк Т.А. Изучение ветрового воздействия на здания в условия: жилой застройки: Метод, указания. - Л.: ЛИСИ, 1984. - 10 с.

41. Яблонский К В., Дацюк Т.А. Сравнительный анализ расчетных схем 1 физических моделей, используемых при решении вопросов охраны окру жающей среды, для расчета низких выбросов // Опыт применения ЭВМ в реше нии задач и проблем охраны окружающей среды: Тезисы докл. / Всесоюзна конференция. - Севастополь, 1988. — С. 36-37.

\ V— 42. Дацюк Т.А. Рассеивание выбросов наземных источников / Исследования в области отопления, теплоснабжения, вентиляции и кондици онирования воздуха. - Л., 1988. - С.105-112.

' 43. Дацюк Т.А. Анализ методик расчета выбросов низких источников I 55 науч. конф. СПб ГАСУ: Тезисы докл. - Л., 1998. - С. 157-160.

Введение

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАНДАРТОВ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА РАССЕИВАНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ

1.1 Обеспечение стандартов качества воздуха в помещениях различного назначения.

1.2. Анализ современных моделей и методик для расчета рассеивания выбросов вблизи зданий

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИКО-МАТЕМАТИ

41 (КОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

2.1. Физико-математическое моделирование.

2.2. Основные характеристики пограничного слоя атмосферы

2.3. Уравнения гидротермодинамики для пограничного слоя атмосферы.

2.4. Граничные и начальные условия для системы уравнений гидротермодинамики.

2.5. Замыкание системы уравнений гидротермодинамики.

2.6. Безразмерные параметры, обеспечивающие точное подобие процессов рассеивания примесей

2.6.1. Выбор характерных масштабов для различных физических величин.

2.6. 2. Получение безразмерной формы отдельных уравнений системы.

2.6.3. Физический смысл полученных критериев подобия.

2.6.4. Критерии подобия для структуры турбулентного потока.

2.6.5. Безразмерный вид граничных условий к уравнению теплопроводности на твердой поверхности.

2.6.6. Безразмерный вид граничного условия III рода к уравнению диффузии примеси на горизонтальной поверхности

2.6.7. Критерии подобия, связанные с учетом источников импульса, тепла и массы примеси.

2.6.8. Общий вид зависимостей для всех физических полей от рассмотренных критериев подобия.

ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ

РАССЕИВАНИЯ «НИЗКИХ» И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ

3.1. Физическое моделирование рассеивания низких выбросов в пределах застройки в аэродинамической трубе.

3.2. Методы и установки, применяемые при реализации физического моделирования процессов рассеивания выбросов.

3.3 Описание экспериментальной установки.

3 4. Методика измерения и оценки спектральных характеристик потока

3.4.1. Основные положения.

3. 4.2 Измерение характеристик турбулентного потока.

3.4.3 Обработка экспериментальных реализаций.

3.4.4 Анализ ошибок, возникающих при измерении характеристик потока и обработке временных рядов.

3.5. Моделирование основных характеристик потока в АТ.

3.6. Методика измерения концентраций

3.6.1. Основные положения метода радиоактивных индикаторов.

3.6.2 Методика изучения рассеивания примесей в АТ с применением радиоактивных индикаторов.

3.7. Исследования по методике моделирования процессов рассеивания вентиляционных выбросов.

3.7.1. Влияние параметров потока на поля концентраций.

3.7.2. Влияние числа Рейнольдса Ре.

3.7.3. Выбор рационального масштаба модели.

3.7.4. Моделирование параметров эмиссии.

Выводы.

4. ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАССЕИВАНИЯ НИЗКИХ ВЫБРОСОВ ВБЛИЗИ ЗДАНИЙ

4.1. Система исходных уравнений.

4.2. Методы численной реализации модели.

4.3. Дискретизация по пространственным переменным.

4.4. Схема расщепления для решения уравнений гидродинамики.

4.5. Проекционный метод Мак-Кормака.

4.6. Конечно-разностная дискретизация для компонент вектора скорости.

4.7. Конечно-разностные схемы для вязких членов.

4.8. Конечно-разностные схемы для члена, характеризующего действие источника.

4.9. Учет сил плавучести в уравнении для поля \V-komнонеты скорости.

4.10. Конечно-разностные схемы для уравнения Пуассона.

4.11. Граничные условия для уравнения Пуассона.

4.12. Решение конечно-разностного уравнения Пуассона.

4.13. Нахождение окончательных значений компонент вектора скорости.

4.14. Конечно-разностная дискретизация уравнения теплопроводности.

4.15. Расчет коэффициента турбулентности.

4.16. Интегрирование уравнений переноса примесей.

4.17. Гибридные схемы для реализации конвективной части уравнений переноса.

4.18. Монотонная схема, реализованная при численном моделировани и.

419, Задание граничных условий в разностной форме для уравнения переноса примеси

4.20 Практическая реализация математического моделирования.

ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИ МЕТОДА ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЗАДАЧАМ ПРОМЫШЛЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

5.1. Реализация метода физического моделирования

5.1.1. Условия проведения экспериментов.

5 .1.2. Изучение структуры зоны ветровой тени отдельно стоящего здания.

5.3. Изучение рассеивания газообразных выбросов от источников, на которые не распространяются нормы ОНД-86.

5.4. Изучение рассеивания выбросов в атмосфере промплощадок.

5.5. Определение размеров и способы организации СЗЗ.

5.6. Реализация численного подхода.

5.7. Изучение рассеивания выбросов на промплощадках алюминиевых заводов.

5.8. Повышение эффективности проектных решений, обеспечивающих соблюдение стандартов качества воздуха в помещениях.

5.9. Оценка достоверности результатов моделирования.

ВЫВОДЫ.

Антропогенное воздействие на окружающую среду в настоящее время породило ряд серьезных экологических проблем, к числу которых относится и загрязнение атмосферы крупных промышленных центров. Несмотря на совершенствование технологии производства и методов очистки в атмосферу с производственными выбросами поступают вредные вещества и экологическую ситуацию на промышленных площадках и прилегающих территориях часто нельзя признать удовлетворительной. Это связано с тем, что качество воздушной среды о пределах застройки обусловлено действием «низких» и неорганизованных выбросов, доля которых в загрязнении атмосферы достигает порядка 70 %. Их рассеивание происходит в зонах деформированного зданиями потока, где формирование полей концентраций обусловлено влиянием большого количества факторов и специфично относительно различных отраслей промышленности.

При обтекании зданий ветровым потоком у фасадов образуются области циркуляции потока, где распределение скоростей и давлений отличается от свободного потока. При неблагоприятных условиях вредности, выбрасываемые «низкими» источниками, попадая в эти зоны, накапливаются до величин, превышающих предельно допустимые значения, и через возду-хозаборные устройства или путем инфильтрации возвращаются внутрь помещений, снижая эффективность работы систем вентиляции. Вследствие обобщенного характера существующих расчетных методик, не всегда представляется возможным надежно оценить концентрации вредностей в местах расположения воздухозаборов.

В связи с отмеченным, проблема обеспечения качества воздушной среды в производственных зданиях, на промышленных площадках и селитебной территории представляется актуальной и должна быть решена на стадии проектирования. Использование при проектировании только нормативных документов, не гарантирует, однако, что при эксплуатации в производственных помещениях и на промплощадке будут обеспечены стандарты качества воздуха. Например, установленные согласно нормативной методике [1] предельно допустимые значения для вентиляционных выбросов (ПДВ) могут оказаться завышенными, особенно для предприятий, расположенных в пределах жилой застройки. Это, в свою очередь, может вызвать при определенных направлениях ветра превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) как внутри помещений, так и в пределах застройки. Кроме того, при решении вопросов энергосбережения и выбора оптимальных проектных решений необходимо иметь информацию о «физических» полях концентраций вблизи зданий, соответствующих конкретным метеорологическим условиям, которая, однако, не может быть получена с использованием ОНД-86.

Связь процессов тепло-массопереноса в вентилируемых помещениях и окружающей атмосфере приводит к необходимости объединения их в единую динамическую систему (ЕДС) [2, 3]. Характерным примером могут служить межкорпусные пространства алюминиевых заводов (протяженность производственных корпусов достигает 700м) или уличные каньоны, где характеристики потока существенно отличаются от соответствующих свободной атмосфере. Поэтому разработка мероприятий по улучшению качества воздушной среды в помещениях должна проводится с учетом особенностей процессов тепло-массопереноса в окружающей здания атмосфере [2].

Использование унифицированных подходов, основанных на решении интегральных уравнений балансов, для выявления особенностей процессов тепло-массообмена в производственных зданиях и методов расчета, реализованных в ОНД-86, для оценки полей концентраций вблизи зданий не гарантирует высокоэффективную работу систем вентиляции. Кроме того, 7 высокая стоимость монтажа и эксплуатации СВК требует совершенствования методов расчета и проектирования вентиляционных процессов [4-6].

Комплексный подход на базе физико-математического моделирования, которое является общепризнанным в промышленно-развитых странах, позволит на стадии проектирования без существенных капитальных затрат всесторонне изучить особенности рассеивания вентиляционных выбросов в зонах деформированного зданиями потока. Полученная методом моделирования информация может быть использована для анализа аэродинамических связей отдельных зданий на промплощадке, выбора рациональной схемы организации производственных выбросов, корректировки их предельно допустимых значений по отдельным ингредиентам, определения наиболее «чистых» мест для воздухозаборов и зон максимального загрязнения для размещения контролирующей аппаратуры. Разработанные согласно [1] тома ПДВ и результаты модельных экспериментов целесообразно использовать как базу данных для выбора соответствующих природоохранных мероприятий и контроля за выбросами при эксплуатации предприятий.

Несомненно, численное моделирование на основе решения уравнений гидротермодинамики и диффузии имеет некоторый приоритет при практической реализации по сравнению с физическим экспериментом. Однако математические модели также как и физические являются приближенными. Поэтому на всех этапах исследования математическая теория, физический эксперимент и численный эксперимент на ЭВМ должны применяться совместно и согласовано [7].

Для получения информации о пространственно-временном распределении вредных веществ вблизи зданий разработан метод физико- математического моделирования, включающий исследования в аэродинамической трубе (АТ) и этап численного моделирования путем решения уравнений гидротермодинамики и диффузии. 8

Основная цель работы - разработка методологии комплексного подхода на базе метода физико-математического моделирования для обеспечения качества воздушной среды в производственных помещениях и на промышленных площадках и повышение эффективности проектных решений в области промышленной вентиляции и охраны воздушной среды.

Для достижения поставленной цели решался комплекс взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

- проектирование, изготовление и наладка аэродинамической трубы;

- разработка методологии физического моделирования процессов рассеивания выбросов вблизи зданий в аэродинамической трубе (АТ);

- изучение особенностей формирования зон ветровой тени для типовых промышленных зданий;

- изучение процессов рассеивания вентиляционных выбросов в зонах ветровой тени для различных типов источников с использованием трассер-метода;

- разработка математической модели на основе решения уравнений гидротермодинамики для расчета полей скорости, давления и концентрации в зонах деформированного зданиями потока;

- сопоставление результатов физического и математического моделирования и разработка методического подхода для решения практических задач;

- применение разработанного подхода для изучения рассеивания выбросов от источников, на которые не распространяются ОНД-86;

- разработка методики прогноза качества воздушной среды;

- принципы оптимизации работы систем вентиляции за счет рационального размещения воздухозаборных устройств, прогноза изменения концентраций в приточном воздухе и корректного учета объемов инфильтрации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан комплексный подход для оценки эффективности проектных решений в области промышленной вентиляции и охра!ил атмосферы на базе физико-математического моделирования (ФММ).

2. Разработана методология физического моделирования рассеивания «низких» и вентиляционных выбросов в аэродинамической трубе.

3. Разработанная методика реализована для выбора оптимальной планировки промплогцадок, рационального варианта организации вентиляционных выбросов, корректировки величин ПДВ, оценки размеров и конфигурации СЗЗ и прогноза качества воздушной среды при проектировании и реконструкции предприятий, которые выполнялись ведущими проектными организациями Санкт-Петербурга.

4. Для совершенствования принципов расчета требуемого воздухо-потребления зданий, учета объемов инфильтрации, прогноза концентраций в местах расположения воздухозаборов и оперативной оценки эффективности проектных решений разработана математическая модель, основанная на решении нестационарных уравнений гидротермодинамики и

293 диффузии.

5. Разработана программа для практической реализации, которая позволяет получать поля скорости, давления и концентраций в зонах деформированного зданиями потока.

6. Изучены особенности формирования и характер загрязнения ЕДС отдельно стоящих зданий и их групп.

7. Разработана методика прогноза качества воздуха на промплощадках.

8. Сформулированы основные принципы оптимизации работы систем вентиляции на базе обобщенного подхода в описании процессов тепломассообмена в пределах ЕДС.

9. При проектировании или реконструкции крупных промышленных объектов целесообразно внедрение предложенного метода ФММ.

1. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: Нормативный документ: ОНД-86. Введ. 01.01.87,- Л.: Хидрометеоиздат, 1987. 93с.

2. Титов В.П. Методы единой технологической системы для оптимизации энергопотребления и повышения экологической безопасности здания // Изв. вузов./Строительство.-1997.-№ 9.-С. 76-80.

3. Гримитлин М.И. Состояние и пути повышения эффективности систем вентиляции зданий // АВОК. -1990,- № 1 .-С. 28-31.

4. Позин Г.М., Беляев К В., Никулин Д.А., Стрелец М.Х. Проблемы совершенствования методов расчета воздухообмена и воздухораспределения на основе приближенных и точных математических моделей// Сб. докл. У съезд АВОК.-СПб., 1996,- С. 165-170.

5. Поз М.Я. Основы специальности // АВОК,- 1990,- № 1 .-С. 8-13.

6. Белоцерковский О.М. Числе иное моделирование в механике сплошных сред.-М.: Наука, 1984,- 520 с.

7. Гримитлин М.И. Распределение воздуха в помещениях.-СПб., 1994.-315 с.

8. Рымкевич A.A. Системный анализ оптимизации общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха.-М.:Стройиздат, 1990.-300 с.

9. Уаддн P.A., Шефф П.А. Загрязнение воздуха в жилых и общественных зданиях.-М. Стройиздат, 1987.-60 с.

10. Shair I .11., Heitner K.L. Theoretical model for relating indoor pollutant concentration to those outside //Environ. Sci.Technol.-l974.-№ 8,-P.444-451.

11. Бакланов А.А. Математическое моделирование процессов локального загрязнения воздушной среды на горнопромышленных объектах: Дис. . докт.ф.-мат.наук: 1 1.00.09. СПб.,-1998.-120 с.

12. Беляев К.В., Никулин Д. А., Стрелец М.Х. Моделирование трехмерных процессов вентиляции на основе уравнений Рейнольдса // Мат. моделирование, т.10, № 12,- 1998,- С.

13. Peterka J.А., Meroney K.N., Kothari К.М. Wind flow patterns about building // Wind Eng. and Ind. Aerodyn.-1985.-V.21 .-P.21-38.

14. Кобякова В.И., Успенская С.В. Воздушная среда библиотек, архивов и музеев // Сб. докл. между п. конф. «Воздух-98».-СПб., 9-1 1 июня 1998,-С. 100-102.

15. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. J1.: I идрометеоизда i, 1975,- 428с.

16. Генихович Е.Л., Берлянд М.Е., Оникул Р.И. Развитие теории атмосферной диффузии как основа для разработки атмосфероохранных мероприятий // Современные исследования ГГО / Труды 1 ТО,- 1999.-С.99-126.

17. Hal it sky J. Wake and dispersion models for EBR-11 building complex // J. Atmos. En v. 1977. -v. 1 1.- P 577-596.

18. Gifford F.A. An outline of theory of diffusion in the lower layer of atmosphere // In Meteorology and Atomic Energy 1968, TID-24190, U.S. Atomic Energy Commission 1968 - P.65-116.

19. Wilson D.J., Chin E.H. Influence of building size on rooftop dispersion of exhaust gas // Atmos. Env-1994. V.28, №>14,- P.2325-2334.

20. Puttock J.S., I hint J.C.R. Turbulent diffusion from sources near obstacles with separated wakes. Part I. An eddy diffusivity model // Atmos. Envir.- 1979. V. 13, №1,- P. 1-13.

21. Hosker R.P. Flow and diffusion near obstacles // Atmospheric Science and Power Production, U.S. Dept. of Energy.- 1984,- P. 241-326.

22. Fackrell J.E. An examination of simple models for building influenced dispersion //Atmos. Envir.- 1984,- V.18.- P. 89-98.

23. Snyder W.H. Downwash of plumes in the vicinity of building: a windtunnel study // Proc. NATO Adv. Res. Workshop: "Recent Advances in Fluid Mechanics of turbulent Jets & Plumes" Portugal 1993,- June 28-July 2,- P.M.

24. I hint J.C.R. Kmematical studies of the flows around free or surface-mounted obstacles // J. of Fluid mech.- 1978.- V.86.-P. 179-200.

25. Plate E.J., Baeshlin W. Wind tunnel tests as part of a warning system for accidental gaseous spills // J. Wind Eng. ind. Aerodin.- 1988,- V.29.-P. 165-174.

26. Petersen R.N., Hosoya N., Moss M. Development of hybrid model for assessing concentrations of toxic effluents at air force installations // 84 th Annual A &WMA Meeting. -June 1991.- Vancouver, British Columbia.-P.

27. Theurer W., Plate E.J., Hoeschele К Semi-empirical models as a combination of wind tunnel and numerical dispersion modelling // Atmos. Envir.- 1996. V.30.- P.3583-3597.

28. Расчет концентраций загрязняющих веществ в приземных отверстиях систем вентиляции промышленных предприятий. Санитарные нормы и правила,- 2.04.08-83. М.: Гос. ком. по делам стр-ва, 1984,- 30с.

29. Никитин B.C., Максимки на Н.Г., Самсонов В.Г., Плотникова J IB. Проветривание промышленных площадок и прилегающих к ним территорий,- М.: Строй издат, 1980,- 200с.

30. Руководство по расчету загрязнения воздуха на промышленных площадках М.: Стройиздат, 1977,- 32с.

31. Берлянд М.Е., Генихович E.JT., и др. Учет влияния застройки при расчетах загрязнения воздуха// Труды ГГО,- 1984,- Вып. 479,- С.38-48.

32. Zhang Y.Q., Arva S.P., Snyder W.H. A comparison of numerical and physical modeling of stable atmospheric flow and dispersion around a cubical building // Atmos. Envir.- 1996,- V.30, №8,- P. 1327-1345.

33. I euzzi (j., Monti P. Particle trajectory simulation of dispersion around a building// Atmos. Envir.- 1998,- Y.32, №2.-P. 203-214.

34. Snyder W.H. Wind tunnel simulation of building downwash from electric-power generating station. Part 1. Boundary layer and concentration measurements // Fluid Modeling Facility Internal. Report EPA, Research Triangle Park, North Carolina.

35. Fee R.L., Naslund E. Fagrangian stochastic particle model simulations of turbulent dispersion around buildings // Atmos. Envir.- 1998. V.32, № 4,- P.665-672.

36. Экологический программный комплекс «/ONE». / Под. ред. Гаврилова А.С,- СПб.: Гидрометеоиздат, 1992,- 165с.

37. Аргучинцев В,К. Негидростатическая модель мезо- и микромасштаба // Оптика атмосферы и океана 1999,- Т.12, №5,- С.466-69.

38. Веников В.А. Теория подобия и моделирование,- М.: Высш.шк., 1976,-479с,

39. I ухман А.А. Введение в теорию подобия,- М.: Высш.шк., 1963.45. 1 ухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массопереноса,- М.: Высш.шк, 1974,- 327с.

40. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике.-М.Тостехиздат, 1967,- 428с.

41. Монин А.С., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика: в 2 т,-СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.

42. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей / Под. ред. Ф.Т.М.Ньюстадта и Х.Ван Дона, Л.: Гидрометеоиздат, 1985,- 351с.

43. Панчев С. Случайные функции и турбулентность. Исследование атмосферы,- Л.: Гидрометеоиздат, 1967,- 450 с.

44. Smith F.B. Turbulence in atmospheric boundary layer. / Sci. Progr.-1975,- V. 62, №245.-P. 127-151.

45. Turner D. Relation between 24-hour mean air quality measurments and meteorolodgical factors in Nashvi.ll, Tennesee. / J. Air Poll. Control Assoc. 1961,- V.I 1,№ 10.-P. 483-489.

46. Вызова Н.Л., Иванов В.П., Га prep Г.К. Турбулентность в пограничном слое атмосферы,-Л.: Гидрометеоиздат, 1989,- 260 с.

47. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействия ветра на здания и сооружения М.: Стройиздат, 1984,- 360 с.

48. Лам л и Дж., Пановский Г., Структура атмосферной турбулентности: Пер. с англ. Зилитинкевича С.С. и Лайхтмана Д.Л./ Под ред. Монина А.С.- 1966,- 264 с.

49. Лайтхман Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы.-Л. .'Гидрометеоиздат, 1970,- 341с.

50. Зилиiинкевич С.С. Динамика пограничного слоя атмосферы,-Л.:Гидрометеоиздат, 1970,- 292с.

51. Кулижникова Л.К., Мазурин Н.Ф., Шинкарева Т.А. О некоторых характеристиках пульсации направления ветра // Тр. Ин-та эксперимент. Метеорологии. -1994.-Вып. 50.-С.

52. Van der Hoven I. Power spectrum of horizontal wind speed in the frequency range from 0.0007 to 900 cycles per hour // Journal of Meteorology.-1957,- V. 14,- P. 160-164.

53. Монин А.С. Полуэмлирическая теория турбулентной диффузии // Труды Геоф. Инст. АН СССР,-1956,- № 33 (160).- С.3-47.

54. Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха.-М.: Иностр.лит., 1962.-512с.

55. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя,- М.: Наука, 1974,- 607с.

56. Klebanoff P.S. Characteristics of turbulence in a boundary layer with zero pressure gradient // NACA Rep. 1247,- 1955.

57. Турбулентность. Принципы и применения. /Под ред. У.Фроста, Т.Моуллдена: Пер.с англ.- М.: Мир, 1980.-535с.

58. Гуляев А.Н., Козлов В.Е., Секу н до в А.11. К созданию универсальной однопараметрической модели для турбулентной вязкости // Изв. РАН. МЖГ,- 1993,- №4,- С. 69-81.

59. Белов И.А., Гинзбург И.П. О полуэмпирических методах расчета турбулентных течений // Известия ЛГУ,- 1975,- №1.- С. 1 59-170.

60. Методы расчета турбулентного пограничного слоя. Механика жидкости и газа/ Гиневский А.С., Иоселевич В.А. и др. // Итоги науки и техники. -М.: ВИНИТИ, 1978,-Т.П.- 304 с.

61. Методы расчета турбулентных течений / Под ред. Хонькина А.Д. М.: Мир,- 1984.

62. Jones W.P., Launder В. The calculation of low Reynolds number phenomena with a two equation model of turbulence // Int. J. Heat Mass Transfer- 1973,- V.16.-P. 1119-1130.

63. Bradshaw P., Launder В., Lumley J. Collaborative testing of turbulence models // J. Fluid Eng.- 1994.

64. Launder BE., Spalding D.B. Lectures in mathematical models of turbulence // Academic Press.- 1972.

65. Launder B.E. Progresses in the development of a Reynolds stress turbulence Closure // J. Fluid Mecli.- 1978.-V. 68,- P. 537- 566.

66. Бобылева JI.M., Зилитинкевич С.С., Лайхтман Д.Л. Атмосферная турбулентность и распространение радиоволн,- М.:Наука.-1967.-С. 179-190.

67. Вагер Б.Г., Надежина Е.Д. Использование диффкренциального уравнения для скорости диссипации при моделировании приземного слоя атмосферы,- «Изв. AFI СССР. Физика атмосферы и океана» Т.2,- 1976,-№4,- С. 345-355.

68. Ferziger J.H. I/AIAA J.- 1977.-V.15,- P. 1261-1267 (Ж. PTK. 15- 9,56.).

69. Deardorff J.W. A numerical study of three-dimensional turbulent channel flow at large Reynolds number // J. Fluid Mecli.- 1970.-V.41.- P.453-480.

70. Deardorff J.W. A three-dimensional numerical investigation of the idealized planetary boundary layer //Geophys. Fluid Dyn,-1970.-V.1 .-P.377-410

71. Smagormsky J. // Mon. Weather Rev. -1963.-V.91.- P. 94-165.

72. Lelly D.K. Numerical simulation of developing and decaying two-dimensional turbulence // J. Fluid Mech.- 1971.- V. 45.-P. 395-415.

73. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко A.E. Уравнения переноса для характеристик турбулентности: модели и результаты расчетов // Итоги науки и техники. Сер. Механика жидкости и газа,- ML: ВИНИТИ, 1988-Т.22.-С. 3-61.

74. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Турбулентные течения. Модели и численные исследования // Изв. РАН, МЖГ,- 1994,-№4.-С. 4-27.

75. Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Сравнительный анализ моделей турбулентности для расчета пристенного пограничного слоя // Изв. РАН. МЖГ,- 1998.- №1.-С. 44-58.

76. Kovasznay L. S. G. Structure of the turbulent boundary layer // Phys. Fluids. 1967,- V.10, N.9, Part 2.-P. 25-30.

77. Секу H до в A.H. Модель турбулентности для описания взаимодействия пограничного слоя с крупномасштабным турбулентным потоком /'/' Изв. РАН, МЖГ,- 1997,- №2.-С. 59-67.

78. Spalarat P R . Allmaras S. R. A one-equation turbulence model for aeodynamic How // AIAA Paper-92-0439. 30 th Aerospace Sci. Meet, and Exhibit.- 1992. Reno, N. V. 27 p.

79. Shur М., St relets М., Zaikov L., ct.al. Comparison numerical testing of one and two-equation turbulence models for flow with separation and reattachment // AIAA Paper-95-0863. 33 rd Aerospace Sci. Meet, and Exhibit. 1995. Reno, N.V.- 31 p.

80. Повх И.Л. Техническая гидромеханика,- Л,: "Машиностроение", 1969,- 520с.1. К главам 3-5.

81. Cermak .I.E. Wind tunnel for the study of turbulence in the atmospheric surface layer // Tech. report CER58-JEC42, Colorado State Univ. 1958,- 31 p.

82. Cermak J. E. Laboratory simulation of atmospheric boundary layer // ATAA Paper.- 1970,- № 751.- P. 1-11.

83. Raine J.K. Simulation of a neutrally stable rural atmospheric boundary layer in wind tunnel // "5th Australasian Conference on Hydraulics and Fluid Mechanics / New Zealand. 1974,- 9-13 December. P. 1 -9.

84. Jensen M., The model-law for phenomena in natural wind /'/' Ingenioren.- 1958,- V. 2, №. 4.-P. 121-128.

85. Sim in M. Laboratory simulation of turbulent wind spectra // J. Engin. median.- 1979,- V.l05, №.6,- P. 1050-1054.

86. Aryas P.S., Plate E.J. Modeling of the stable stratified atmospheric boundary layer// J. of the Atmospheric Sciences.- 1969.-V. 26, №4.-P. 656-665.

87. Lloyd A. The generation of shear flow in wind tunnel // Quat. J. Roy. Met. Soc 1967.-V.93.-P. 79-96.

88. Kato M., Hanafusa Т. Wind tunnel simulation of atmospheric turbulent flow over a flat terrain // Atmos. Env.- 1996.-V.30, №.16.-P. 28532858.

89. Cermak J.E. Гидродинамические основы ветротехники // Труды амер. общ. инж.-механиков 1975,- сер. 1, № 1,- С. 109-144.

90. Costa M.J., Riethmuller M.L., Borrego С. Wind tunnel simulation of gas dispersion over complex terrain: comparison of two length-scale studies // Atmos. Environ.- 1994,- V. 28, №. 11 .-P.1933-1938.

91. Sutton O.G. Atmospheric turbulence.- Methuen, London, 1949.

92. Davidson M.J., Snyder W.H., Lawson R.E., Hunt С K. Wind tunnel simulation of plume dispersion through groups of obstacles // Atmospheric Environment.- 1996,- V. 30.-P. 3715-3731.

93. Davidson MJ., Mylne K.R., Jones C.D., Phillips 1С, et. Plume dispersion through large groups of obstacles- a field investigation // Atmospheric Environment.- 1995,-V. 29.-P. 3245-3256.

94. Каликов B.H. Некрасов И.В., Орданович А.Е., Худяков Г.Г. Моделирование взаимодействия ветра с различными инженерными и природными объектами в аэродинамических трубах //Механика жидкости и газа. Итоги науки и техники.~ М.: 1986,- Т.20,- С. 140-205.

95. Corrsin S. Further generalization of oneager's cascade model for turbulent spectra // Phys. Fluid.- 1964.-V.7.-P. 1156.

96. Великанов M. А. Динамика русловых потоков. M.: Гостехиздат, 1954,- 323с.

97. Higson H.L., Griffiths R.F. Concentration measurement around an isolated building: comparison between wind tunnel and field data // Atmos. Environ.- 1994,- V. 28, №.11.-P. 1827-1836.

98. Roberts P.Т., Fryer-Taylor R.E.J., Hall D.J. Wind tunnel studies of of roughness effects in gas dispersion // Atmos. Environ.- 1994,- V. 28, №. 1 1 .P. 1861-1870

99. Teimissen H. W., Simulation of the planetary boundary layer in a multiplejet wind tunnel // Institute for aerospace studies, Rept. 182 / University of Toronto, Canada.- 1972,- P. 162.

100. Krogstad P.A., Pettersen R M. Wind tunnel modeling of a realase of heavy gas near a building // Atmos. Environ.- 1986,- V. 20, №.5.-P.867-878.

101. Muber A. H., Snyder W.H. Wind tunnel investigation of the effect of a rectangular-shaped building on dispersion of effluents from short adjacent stacks//Atmos. Environ.- 1983,- V. 16, №.12,- P. 2837-2848.

102. Cermak .I.E. Poreh M., Peterka J.A. Wind tunnel investigation of natural ventilation // J.of Transportation Engineering.-1984.-V. I 10, №1.-P.67-79.

103. I lall I) J., Waters R A. Investigation of two features of continuously release heavy gas plumes.- 1989. WSL Report LR 707 (PA).

104. McMahon H.M., Hester 1)1). Palfery J.G. Vortex shedding from a turbulent jet in cross-wind //J. Fluid Mech.-1971,- V.80.-P.73-80.

105. Dm|m N.J. Dispersion over complex terrain: wind tunnel modelling and analysis techniques // Atmos. Environ.- 1996,- V. 30, №•. 16.-P.2839-2852.

106. Okabayashi K., Ide Y ., et.al. Effect of wind directional fluctuations on gas diffusion over a model terrain // Atmos. Environ.- 1996,- V. 30, №16,-P.2871-2880.

107. Singh S., Fulker M J. Marshall G. A wind tunnel examination of the variation of sigma y and sigma z with selected parameters // Atmos. Environ.-1994,- V. 28, №11.-P. 1837-1848.

108. Mirzai M.N'., Harvay J.K., Jons C.D. Wind tunnel investigation of dispersion of pollutants due to wind around a small building // Atmos. Environ.-1994,-V. 28, №11.-P. 1819-1826.

109. Kastner-Klein P., Plate E. Gaseous pollutant dispersion around urban-canopy elements: wind tunnel case studies // Int. J. Environment and Pollution. -1997.-V. 8, № 3-6.-P. 727-737.

110. Hant J.C.R., Fernholz 11. Wind tunnel simulation of the atmospheric boundary layer: a report of Euromech 50 // J, Fluid Mccli 1975.V,70, № 3,-P. 543-559.

111. Morkovin M. V., Nagib II. M., Yung J. T. On modeling of atmospheric surface layers by the counter-jet Technique-Preliminary Results // Tech. Rept. AFSOR-TR-73-0592, Illinois Institute of Technology, Chicago.-1972.-P. 1 11.

112. Counilian J. Simulation of an adiabatic urban boundary layer in a wind tunnel // Atmos. Environ.- 1973,- V. 7.-P. 673-689.

113. Standen N. M., A Spire array for generating thick turbulent shear layers for natural wind simulation in wind tunnels // fee tin. Rept. LTR-LA-94, National Aeronautical Establishment, Ottawa, Canada.- 1972.

114. Ca 11 да рам Л.С., Моделирование турбулентности в приземном слое атмосферы // Ракетная техника и космонавтика.- 1972.-№6,- 29с.

115. Ccrmak J E., Arya S. P. S., Problems of atmospheric shear flows and their laboratory simulation //Boundary-Layer Meteorology. -1970. V. 1 .-P.40- 60.

116. Hidy G.M., Atmospheric simulation: A Colloquium, National center for atmospheric research // Technical Note 22,- 1966 270 p.

117. Strom G.H., Wind tunnel techniques used to study influence of building configuration on stack gas dispersal // American industrial hygiene association quarterly .- 1952,- V. 13 76p.

118. Counihan J. An improved method of simulating an atmospheric boundary layer in a wind tunnel // Atmos. Environ.- 1969,- V. 3.-P. 197-214.

119. Cook N. L. Simulation techniques for short test section wind tunnels: roughness, barrier and mixing device methods // Ind.Aerodyn.-l 978.-V.3, № 2.

120. Irwin N.P.A.H. The design of spires for wind simulation // Wind Eng. and Ind. Aerodyn.- 198 .-V.7, №3.-P. 361-366.

121. Lee B.E. The simulation of atmospheric boundary layer in the Sheffield University 1.2x1.2m boundary layer wind tunnel // Proc. 3ul Colloq. ind. Aerodyn. Fachhochschule Aachen, F.D.R., June.- 1978.

122. Vanderborght В., Kretzschmar J. A literature survey on tracer experiments for atmospheric dispersion modelling studies // Atmospheric Environment.- 1984,- V.18, №11.-P. 2395-2403.

123. Гусев А.А. Опыт применения метода радиоактивных индикаторов в санитарной технике,- Л.: ЛДНТП, 1961.

124. Гусев А,А., Товпенцева А.Г. Исследование загазованности атмосферы вблизи предприятий методом моделирования с применением меченых атомов //Водоснабжение и санитарная техника 1972,- № 8,-С. 30-33.

125. Яблонский К.В. Моделирование вентиляции с источником газовыделения при использовании метода меченых атомов // докл. ХХУ науч. конф. ЛИСИ / сб.тр. "Физика". Л. ЛИСИ,- 1967,- С.21.

126. Дащок Т. А. Исследование процессов рассеивания производственных вредностей в атмосфере промышленных площадок методом радиоактивных индикаторов: Дисс. канд.гехн. наук: 05.23.03.-Защищена 1980; Утв. 1980,-Л., 1980.-214с.

127. Meroney R.N., Cermak J.E. Modelling of Atmospheric transport and fumigation at shoreline sites // Boundary layer meteorology.- 1975.-V.9, №!.-P. 68.

128. Orgill M.M., Cermak J.E. Atmospheric flow and diffusion over mountainous terrain // A1AA Paper.- 1972,- № 648. -P. 1.

129. Wedding J.В., Ccrniak j.E. A wind tunnel study of gaseous pollutants in city street canyons // J. Air pollution control association.- 1977.-V.27, №6,-P. 557.

130. Иделъчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям.-Л.: Госэнергоиздат, 1960.

131. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения: в 2 т.- М.; Мир, 1972,- 288с.

132. Яглом A.M. Корреляционная теория стационарных случайных функций,-Л.: Гидрометеоиздат; М.: Наука, 1967.-219с.

133. Бен дат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов,- М.: Мир, 1974.

134. Гринвальд Д.И. Турбулентность русловых потоков,- Л.: Гидрометеоиздат, 1974,- 165с.

135. Петровский B.C. Гидрометеорологические проблемы турбулентного шума. Л.: Судостроение, 1966

136. Бредшоу 11. Введение в турбулентность и ее измерение. М.: Мир, 1974,- 278с.

137. Хинце И.О. Турбулентность. М ,1963 680с.

138. Draxler R.R. Modeling the results of two recent mesoscale dispersion experiments 7 Atmos. Environ.- 1979,- V. 1 .-P. 1523-1533.

139. Singer Г.А., Smith M.E. Atmospheric dispersion at Brookhaven National Laboratory//Int. J. Air wat. Pollut. J978-V.10.-P. 125-135.

140. Eggleton A., Thompson N. Loss of fluorescent particales in atmospheric diffusion experiments bv comparison with radio-xenon tracer // Nature Lond- 1986-V. 192,-P.935-936.

141. Бочкарев В.А. Определение концентрации бета-активных газов с помощью цилиндрического счетчика, помещенного в фиксированный объем // Сб. радиохимических и дозиметрических методик .- М.: Медгиз, 1959. -С. 221-238.

142. Дозиметрия радиоактивных газов и аэрозолей на судах /

143. B.И.Задонцев, А.А. Корсуненко, и др.- Л.: Судостроение, 1965.-203 с.

144. Туркин А.Д. Дозиметрия радиоактивных газов,- М.: Атомиздат? 1973.-160 с.

145. Гусев А. А. Ядерно-физические методы в строительстве и строительной промышленности.- М.: Энергоатомиздат, 1985,- 152 с.

146. Гусев А.А. Расчет концентраций бета-активных газов при их радиометрии цилиндрическим счетчиком // Атом, энергия,- 1971.-Т. 30, вып. З.-С. 314-316.

147. Гусев А.А. К определению концентраций радиоактивных газов цилиндрическим счетчиком, помещенным в ограниченный объем // Атом, энергия.- 1971 Г. 30, Вып. 3,- С. 340-342.

148. Bosanquet С., Pearson J. The spread of smoke and gases from chimneys // Transactions of tlie Faraday Society.- 1936.-V. 32,- 1249.

149. Метеорология и атомная энергия / Под ред. Д. С л ей да,- Л.: Гидрометеоиздат,- 1971.- 647с.

150. Горл и н С.М. Влияние начальной турбулентности на обтекание тел и их аэродинамические характеристики // Сб. тр. ин-та механики МГУ 1970,- Вып.Г-С.1.

151. Яблонский К.В., Дацюк Т.А., Ми шути на Г. Г. Экспериментальное определение Г1ДВ аэрационных фонарей корпусов электролиза алюминия // Повышение эффективности систем теплогазоснабжения и вентиляции: Меж. вуз. сб. тр. Л.: ЛИСИ., 1991,- С.33-41.

152. Цунода Ф. Контроль загрязнения атмосферы фторидами в производстве первичного алюминия // Ко гай то тайсаку,- 1973,- Т.9, № 4-С.376-381.

153. Гаргер Е.К., Жуков Г.П., Лукоянов Н.Ф. Изучение рассеяния примесей от низких источников при наличии одиночного препятствия // Труды ИЭМ -1988 Вып.46 ( 136).-С. 106-1 14.

154. Snyder W.H. Some observation of the influence of stratification on diffusion in building wakes // In Stably Stratified Flows: Flows and dispersion over topography. Clarendon Perss, Oxford.-P.301 -324.

155. Пененко В.В., Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды Новосибирск: Наука, 1985,- 254с.

156. Лайнгна К. К). Поташник Э. Л. Математическая модель прогноза состояния атмосферы в областях регионального масштаба /7 Таллинн, 1990,-20с.

157. Белоцерковский О.М. Вычислительный эксперимент. Прямое численное моделирование M. : Мир, 1981.

158. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред .- М.: «Наука»,- 1984,- 520 с.

159. Белоцерковский О.М., Головачев Ю.П., Грудницкий В. Г. и др. Численное исследование современных задач газовой динамики / Под ред. Белоцерковского О.М. М.: Наука, 1974.

160. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М: Мир, 1980.-616с.

161. Флетчер К. Вычислительные методы в динамики жидкости: в 2 т.- М.: Мир, 1991.

162. Флетчер К. Вычислительные методы в динамики жидкости: в 2 т.- М. : Мир, 1991.

163. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики М.: Наука, 1989 608с.

164. Численные методы в динамике жидкостей / под ред. Вирц Г., Смолдерен Ж,- М.: Мир, 1981.-402с.

165. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости.- М.: Энергоатомиздат, 1984.-145 с.

166. Пейре Р., Тейлор Т.Д. Вычислительные методы в задачах механики жидкости.-Л. Гидрометеоиздат, 1986.- 330с.

167. MacCormak R.W. The effect of viscosity in hypervelocity impact. Cratering. // AIAA Paper.- 1969.-P. 69-354.

168. MacCormac R.W. In lecture notes in phisics // Springer-Verlad, New-York.- 1971.-V.8.-P. 151-163.

169. Smagarinsky J. General circulation experiments wiht the primitive equation. Mon.Wea.Rev., 1963.-V.91.-P. 99-104.

170. Lelly D.K. Numerical simulation of developing and decaying two-dimensional turbulence // J. Fluid Mech 1971,- V. 45.-P. 395-415.

171. Deardorff J.W. A three-dimensional numerical investigation of the idealized planetary boundary layer //Geophys. Fluid Dyn.-1970.-V.l .-P.377-410

172. Харлоу Ф. Численный метод частиц в ячейках для задач гидродинамики // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир.-1967.

173. Дьяченко В.Ф. Методы решения нестационарных задач газовой динамики // Численные методы решения задач механики сплошных сред.-М.: ВЦ АН СССР, 1969 С. 40-65.

174. Белов И.А. Взаимодействие неравномерных потоков с преградами,- JL: Машиностроение, 1983,- 143 с.

175. Sheili C.M., Ludvig F.L. A comparison of numerical pseudo diffusion and atmospheric diffusion // Atmos. Environ.- 1985, No.7.-P. 10651068.102. Гл.2 85.

176. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем.-М.: Наука,-1971.

177. Борис В.П., Бук Д.Л. Решение уравнений непрерывности методом коррекции потоков // Управляемый термоядерный синтез, сер. Вычислительные методы в физике М.: Мир, 1980,- 141с.

178. Андерсен Д. Вычислительная гидродинамика и теплообмен. -М.: Мир,- 1990.

179. Панарин А.В. Схемы повышенного порядка аппроксимации для уравнения адвекции // Метеорология и гидрология.- 1985,- №3.-С. 69-74.

180. Ильин В О. Анализ расчетных схем // Метеорология и гидрология,- 1983,-№6,-С. 13-23.

181. Crowly A. Second order numerical advection // J. Comput. Phys.-1967.-V.1, No. 4.

182. Алоян A.E., Йорданов Д.Л., Пененко В.В. Численная модель переноса примесей в ПСА // Метеорология и гидрология -1981, № 8,- С. 32-43.

183. Pasquill F. Atmospheric diffusion Van. Nostr. Co. Ltd.-1962.1. П. Р И Л О Ж Е H И Я