Оценка уровня пылевого загрязнения рабочих зон методом математического моделирования
| dc.contributor.author | Беликов, Анатолий Серафимович | ru_RUS |
| dc.contributor.author | Беляев, Николай Николаевич | ru_RUS |
| dc.contributor.author | Беляева, Виктория Витальевна | ru_RUS |
| dc.contributor.author | Берлов, Александр Викторович | ru_RUS |
| dc.date.accessioned | 2025-05-28T18:09:03Z | |
| dc.date.available | 2025-05-28T18:09:03Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description | А. Беликов: ORCID 0000-0001-5822-9682; Н. Беляев: ORCID 0000-0002-1531-7882; В. Беляева: ORCID 0000-0003-2399-3124; А. Берлов: ORCID 0000-0002-7442-0548 | ru_RUS |
| dc.description.abstract | RUS: Вынос угольной пыли от штабелей угля приводит к интенсивному загрязнению рабочих зон. Поэтому, определение уровня загрязнения воздушной среды возле штабелей угля для различных метеоситуаций, при появлении новых штабелей угля представляет собой важную прикладную задачу. Для практики необходимо иметь быстросчитающие математические модели, которые учитывают наиболее существенные физические процессы, которые влияют на формирование зон загрязнения возле штабелей угля. Сейчас, для прогнозирования уровня загрязнения воздушной среды при выносе пыли от штабелей угля применяется нормативная методика ОНД-86 или модель Гаусса. Данные методы прогнозирования дают возможность быстро рассчитать зоны загрязнения, но не учитывают геометрическую форму штабеля угля, неравномерность поля скорости возле него. Предмет настоящего исследования – создание математической модели для прогнозирования уровня загрязнения воздушной среды возле штабелей угля с учетом аеродинамики воздушных потоков возле них. Целью работы является разработка комплекса численных моделей, позволяющих оперативно рассчитывать уровень загрязнения воздушной среды при выносе угольной пыли от штабелей угля с учетом неравномерного выделения пыли от различных участков поверхности штабеля. Моделирующими уравнениями является трехмерное уравнение массопереноса (модель Марчука) и трехмерное уравнение для потенциала скорости. Модель Марчука позволяет учесть скорость оседания частиц угольной пыли, параметры турбулентной диффузии, неравномерную скорость воздушного потока возле штабеля угля. Для моделирования выноса угольной пыли от различных участков угольного штабеля используется дельта-функции Дирака. Для численного решения уравнения масопереноса применяется разностная схема расщепления. На базе трезхмерного уравнения для потенциала скорости определяется неравномерное поле скорости возле штабеля угля. Для численного решения трехмерного уравнения для потенциала скорости применяется метод Ричардсона. Рассматривается алгоритм решения задачи по рачету уровня загрязнения рабочих зон возле штабеля угля. Приводится описание структуры созданного комплекса компьютерных программ. | ru_RUS |
| dc.description.abstract | UKR: Винос вугільного пилу від штабелів вугілля призводить до інтенсивного забруднення робочих зон. Тому, визначення рівня забруднення повітряного середовища біля штабелів вугілля для різних метеоситуацій, при появі нових штабелів вугілля являє собою важливу прикладну задачу. Для практики необхідно мати швидкорозрахункові математичні моделі, які враховують найбільш суттєві фізичні процеси, які впливають на формування зон забруднення біля штабелів вугілля. Зараз, для прогнозування рівня забруднення повітряного середовища при винесенні пилу від штабелів вугілля застосовується нормативна методика ОНД-86 або модель Гаусса. Дані методи прогнозування дають можливість швидко розрахувати зони забруднення, але не враховують геометричну форму штабеля вугілля, нерівномірність поля швидкості біля нього. Предмет цього дослідження - створення математичної моделі для прогнозування рівня забруднення повітряного середовища біля штабелів вугілля з урахуванням аеродінаміки повітряних потоків біля них. Метою роботи є розробка комплексу чисельних моделей, що дозволяють оперативно розраховувати рівень забруднення повітряного середовища при винесенні вугільного пилу від штабелів вугілля з урахуванням нерівномірного виділення пилу від різних ділянок поверхні штабеля. Моделюючими рівняннями є тривимірне рівняння масопереносу (модель Марчука) і тривимірне рівняння для потенціалу швидкості. Модель Марчука дозволяє врахувати швидкість осідання частинок вугільного пилу, параметри турбулентної дифузії, нерівномірну швидкість повітряного потоку біля штабеля вугілля. Для моделювання виносу вугільного пилу від різних ділянок вугільного штабеля використовується дельта-функції Дірака. Для чисельного розв’язання рівняння масопереносу застосовується різницева схема розщеплення. На базі тривимірного рівняння для потенціалу швидкості визначається нерівномірне поле швидкості біля штабеля вугілля. Для чисельного розв’язання тривимірного рівняння для потенціалу швидкості застосовується метод Річардсона. Розглядається алгоритм вирішення задачі за розрахунком рівня забруднення робочих зон біля штабеля вугілля. Наводиться опис структури створеного комплексу комп'ютерних програм. | uk_UA |
| dc.description.abstract | ENG: Coal dust leakage from coal stacks leads to intensive contamination of the working areas. Therefore, determining level of air pollution near the coal piles for various meteorological situations, when new coal piles are arranged, is an important applied problem. For practice, it is necessary to have quick-calculating mathematical models whiсh take into account the most significant physical processes impacting on formation of contamination zones near the coal piles. Today, to predict the level of air pollution at dust leaking from the coal stacks, the normative technique OND-86 or the Gauss model is used. These forecasting methods make it possible to quickly calculate the contamination zones, but they do not take into account geometric shape of the coal stack and unevenness of the velocity field near it. The subject of this research was creation of a mathematical model for predicting the level of air pollution near coal piles with taking into account the aerodynamics of air flows around them. The purpose of the work was to develop a set of numerical models for quick calculation of the level of air pollution at coal dust leaking from the coal piles with taking into account the uneven emission of dust from different areas of the stack surface. The modelling equations are the threedimensional mass transfer equation (Marchuk's model) and the three-dimensional equation for the velocity potential. The Marchuk's model allows taking into account rate of the coal dust particles settling, parameters of turbulent diffusion and uneven air flow rate near the coal pile. The Dirac delta function is used for modelling coal dust leaking from various sections of the coal pile. For the numerical solution of the mass transfer equation, a difference splitting scheme is used. On the basis of the three-dimensional equation for the velocity potential, an uneven velocity field near the coal pile is determined. The Richardson method is used for numerical solution of the three-dimensional equation for the velocity potential. An algorithm for solving the problem of calculating a level of contamination of working areas near a coal pile is considered. The description of the structure of the created complex of computer programs is given. | en |
| dc.description.sponsorship | ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», Днепровский национальный университет имени Олеся Гончара, Дніпро | ru_RUS |
| dc.identifier.citation | Беликов А. С., Беляев Н. Н., Беляева В. В., Берлов А. В. Оценка уровня пылевого загрязнения рабочих зон методом математического моделирования. Геотехнічна механіка. Дніпро, 2020. № 152. С. 218–225. DOI: 10.15407/geotm2020.152.218. | ru_RUS |
| dc.identifier.doi | 10.15407/geotm2020.152.218 | |
| dc.identifier.issn | 1607-4556 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2309-6004 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20395 | |
| dc.language.iso | ru | |
| dc.publisher | Інститут геотехнічної механіки НАН України, Дніпропетровськ | uk_UA |
| dc.subject | рабочая зона | ru_RUS |
| dc.subject | пылевое загрязнение | ru_RUS |
| dc.subject | штабель угля | ru_RUS |
| dc.subject | компьютерное моделирование | ru_RUS |
| dc.subject | робоча зона | uk_UA |
| dc.subject | пилове забруднення | uk_UA |
| dc.subject | штабель вугілля | uk_UA |
| dc.subject | комп'ютерне моделювання | uk_UA |
| dc.subject | work area | en |
| dc.subject | dust pollution | en |
| dc.subject | coal stack | en |
| dc.subject | computer simulation | en |
| dc.subject | КГВ ДІІТ | uk_UA |
| dc.subject | КОПЦтаТБ ПДАБА | uk_UA |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY | en |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY::Civil engineering and architecture | en |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY::Civil engineering and architecture::Other technology::Environmental engineering | en |
| dc.title | Оценка уровня пылевого загрязнения рабочих зон методом математического моделирования | ru_RUS |
| dc.title.alternative | Оцінка рівня пилового забруднення робочих зон методом математичного моделювання | uk_UA |
| dc.title.alternative | Assessment of the Dust Pollution Level in the Workspaces by the Methods of Mathematical Modeling | en |
| dc.type | Article | en |