Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Механіка рідини, газу та плазми


Савіна Марія Юріївна. Двовимірна модель та метод розрахунку переносу забруднюючих речовин у відкритих потоках: дисертація канд. техн. наук: 01.02.05 / Національний технічний ун-т України "Київський політехнічний ін-т". - К., 2003.



Анотація до роботи:

Савіна М.Ю. Двовимірна модель і метод розрахунку переносу забруднюючих речовин у відкритих потоках. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.02.05 – механіка рідини, газу та плазми. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003.

У дисертації розглядаються фізичні явища, що впливають на процес переносу забруднюючих речовин у природних водотоках, запропоновано враховувати анізотропній стан відкритого турбулентного потоку. Розроблено відповідну двовимірну модель переносу забруднюючих речовин. В якості замикаючої модель запропоновано разом використовувати перетворені алгебраїчні співвідношення для турбулентних напружень і потоків речовин і модель турбулентності. Розроблено метод реалізації отриманих моделей на основі сучасних методів обчислювальної гідродинаміки. Запропонована методика дозволяє одержати коректні числові значення швидкісного поля і поля концентрацій забруднюючих речовин. Практичне впровадження здійснювалося на реальних об'єктах дорожньо-транспортного комплексу України.

У дисертаційній роботі приведене нове вирішення наукової задачі, що полягає в розробці математичної моделі, яка описує процес переносу забруднюючих речовин у відкритих потоках, і методу її реалізації, що дозволяє більш точно описувати реальні фізичні процеси й одержувати достовірні розрахункові дані. Запропонований метод дає можливість визначати закономірності переносу забруднюючих речовин у водотоках і здійснювати екологічну оцінку проектів об'єктів дорожньо-будівельного комплексу.

За результатами виконаної дисертаційної роботи можна сформулювати наступні висновки.

1. Екологічна обстановка, що склалася в Україні за останні десятиліття, обумовлює необхідність підвищення ефективності заходів щодо охорони навколишнього середовища. Для розробки природоохоронних заходів водних джерел необхідно знання закономірностей поширення забруднюючих речовин у водотоках. У той же час існуючі математичні моделі або носять емпіричний характер, або не враховують ряд істотних для річкового потоку факторів, що не дозволяє коректно описувати реальні процеси переносу забруднюючих речовин у водотоках. Тому розробка математичної моделі, що описує процес переносу забруднюючих речовин у водотоках з урахуванням анізотропних властивостей відкритого потоку, і методу розрахунку є актуальною науковою задачею, що має важливе практичне значення.

2. Розроблено двовимірну модель процесу переносу забруднюючих речовин у рівнинних ріках ( від 10000 до 770000, , ), особливістю якої є врахування анізотропного стану відкритого потоку, що обумовлений складною морфологією річок, нерівномірністю розподілу по вертикалі осереднених швидкостей і концентрацій, характером опору на дні при русі потоку, явищами відриву.

3. Вперше запропоновано при вирішення двовимірної задачі використовувати разом для визначення напружень Рейнольдса і турбулентних скалярних потоків отримані в роботі алгебраїчні співвідношення для турбулентних напружень і потоків речовин та двопараметричну дисипативну модель турбулентності, що дозволило реалістично описати турбулентні процеси.

4. Запропоновано метод розрахунку математичних моделей, який дозволяє адекватно враховувати складну геометрію водотоків, на основі модифікованого кінцево-різницевого методу типу предиктор-коректор по явній схемі Мак-Кормака, методу послідовної верхньої релаксації. Для одержання однозначного рішення конкретної задачі сформульовані крайові умови для всіх можливих границь розрахункової області.

5. Для перевірки адекватності запропонованого методу розрахунку переносу забруднюючих речовин у водотоках було проведене зіставлення розрахункових даних з експериментальними і тестовими даними (дослідження проводилися при 0.001…0.016, 16285…65399). Проведений аналіз показує достатньо задовільну збіжність отриманих розрахункових даних і результатів експериментальних досліджень, максимальна відносна похибка не перевищує 23%, що свідчить про адекватність запропонованих моделей.

6. Розроблена модель переносу забруднюючих речовин і метод її реалізації використовувалися інститутом "Укрдіпродор" при проектуванні мостового переходу через р. Західний Буг, с. Ягодин, а також науково-виробничою фірмою "Мостобудсервіс" при розробці проекту капітального ремонту мостового переходу через р. Дністер, м. Хотин. Запропонований в роботі метод визначення процесу переносу забруднюючих речовин в основній зоні змішування в природних водотоках рекомендується використовувати при екологічному обґрунтуванні й оцінці проектів будівництва і реконструкції об'єктів дорожньо-будівельного комплексу.