МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ С УЧЕТОМ ИХ ПОГЛОЩЕНИЯ И ЗАХВАТА РАСТИТЕЛЬНЫМ ПОКРОВОМ

Н. Равшанов; Н. Таштемирова; Д.А. Каршиев

Авторы

Н. Равшанов НИИ развития цифровых технологий и искусственного интеллекта Автор
Н. Таштемирова Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада аль-Хоразмий Автор
Д.А. Каршиев Ташкентский педиатрический медицинский институт Автор

Ключевые слова:

математическая модель, аэрозольные частицы, метод прямых, разностная схема, перенос и диффузия вредных веществ

Аннотация

Для исследования и прогнозирования процесса переноса и диффузии вредных веществ в приземном слое атмосферы разработаны математическая модель основан ная на основных законах гидромеханики (сохранения массы, количества движения и импульса) и консервативный численный алгоритм, в котором помимо погодно климатических факторов учитывается явление поглощения и захвата аэрозольных частиц элементами растительности, взаимодействия с поверхностью земли, изменения коэффициента турбулентности по высоте и направления ветра со временем. В работе источниками загрязняющих веществ являются точечные источники, мощности которых изменяются со временем. Алгоритм решения задачи основан на методе прямых и конечно-разностной полунеявной схеме с обеспечением высоко го порядка точности по времени и пространственным переменным. В зависимости от значения (w−wg) используются разностные схемы по потоку и против потока.

Библиографические ссылки

Kolesnikov Ye.YU. Issledovaniye protsessov rasprostraneniya atmosfernykh primesey v usloviyakh lesa : diss. kand. f.-m.n. : VAK RF04.00.23.– 1998.– URL: https://shorturl. at/mryBI.

Boyarshinov M.G. Matematicheskoye modelirovaniye perenosa i rasseyaniya gazoobraznykh primesey v rastitel'nykh massivakh : diss. ... d.t.n. : 05.13.18.– Perm', 2000.– 334 s. URL: https://shorturl.at/gMU59.

Voronov G.I., Krigel' A.M. Diffuziya monodispersnogo aerozolya v rastitel'nykh po krovakh // Prikladnyye voprosy fiziki atmosfery : cb. nauch. trudov.– Leningrad, 1989.– C. 51-57.– URL: https://shorturl.at/mqKT5.

Ravshanov N. et al. Development of a mathematical model of aerosol particles’ distribution process in the surface layer of the atmosphere taking into account the earth’s heterogeneous surface // AIP Conf. Proc.– 2024.– Vol. 3004.– doi: http://dx.doi.org/10.1063/5. 0200769.

Amorim J.H. et al. CFD modelling of the aerodynamic effect of trees on urban air pollution dispersion // Sci. Total Environ.– 2013.– Vol. 461.– P. 541-551.

Levashova N., Mukhartova YU., Ol'chev A. Dva podkhoda k opisaniyu turbulentnogo pere nosa v prizemnom sloye atmosfery // Matematicheskoye modelirovaniye.– 2017.– T. 29, №5.– S. 46-60.

Ravshanov N., Nazarov SH.E., Boborakhimov B. Modelirovaniye protsessa perenosa i diffuzii aerozol'nykh chastits v atmosfere s uchetom zakhvata chastits elementami rasti tel'nosti // Ekologicheskiye chteniya– 2022 : materialy KHIII nats. nauch.-prakt. konf. Omsk, 2022.– S. 282-288.

Ravshanov N., Nazarov SH.E. Razrabotka matematicheskoy modeli protsessa rasprostraneniya aerozol'nykh chastits v prizemnom sloye atmosfery // Problemy primeneniya sovremennykh informatsionnykh, kommunikatsionnykh tekhnologiy i IT-obrazovaniya: sb. dok. resp. nauch.-prakt. konf.– Samarkand, 2022.– S. 94-96.

Ravshanov N. i dr. Sistemnaya metodologiya matematicheskogo modelirovaniya protsessa massoperenosa v atmosfere.– Tashkent: Navruz, 2021.– 280 s.

Shafiev T., Nazarov Sh. Studies of the influence of vegetation cover on the process of transfer and diffusion of harmful substances in the atmosphere // E3S Web of Conferences.– 2023.– Vol. 431.– doi: http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202343101059.

Almeida D. et al. Optimizing the Remote Detection of Tropical Rainforest Structure with Airborne Lidar: Leaf Area Profile Sensitivity to Pulse Density and Spatial Sampling // Remote Sens.– 2019.– Vol. 11.– P. 92.– doi: http://dx.doi.org/10.3390/rs11010092.

Beland M. et al. On seeing the wood from the leaves and the role of voxel size in determining leaf area distribution of forests with terrestrial LiDAR // Agric. For. Meteorol.– 2014. Vol. 184.– P. 82-97.

Mihailovic D., Lalic B., Mihailovic D. An empirical relation describing leaf area density inside the forest for environmental modelling // Journal of Applied Meteorology.– 2004. Vol. 43, Issue 4.– P. 641-645.

Muradov F.A., Akhmedov D.D. Modelirovaniye protsessa rasprostraneniya aerozoley v prizemnom sloye atmosfery s uchetom skorosti osazhdeniya chastits // Ekologicheskiye chteniya– 2019 : materialy KH Nats. nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiyem.– Omsk, 2019.– S. 271-276.

Abutaliev F.B., Karimberdieva S., Sharipov D.K. Mathematical model for optimal siting of the industrial plants // Proceeding of World Conference on Intelligent Systems for Industrial Automation : Tashkent (June 4–5, 2002).– Kaufering: b–Quadrat Verlag, 2002.– P. 201-206.

Faddeyeva V.N. Metod pryamykh v primenenii k nekotorym krayevym zadacham // Trudy Matematicheskogo instituta AN SSSR im. V.A. Steklova.– 1949.– T. 28.– S. 73-103.

Ravshanov Z., Toshtemirova N., Mukhamadiyev A. Usovershenstvovannaya matematicheskaya model' protsessa rasprostraneniya melkodispersnykh chastits v atmosfere // Theoretical & Applied Science.– 2018.– №09(65).– C. 63-68.

Ravshanov N., Shertaev M., Toshtemirova N. Mathematical Model for the Study and Forecast of the Concentration of Harmful Substances in the Atmosphere // American Journal of Modeling and Optimization.– 2015.– Vol. 3, № 2.– P. 35-39.

Sharipov D., Tashtemirova N.Komp'yuternoyemodelirovaniye protsessa perenosa i diffuziy aerozol'nykh vybrosov v atmosfere // Informatika: problemy, metodologiya, tekhnologii: tez. dokl.– Voronezh, 2013.– S. 427-432.