алізації методів розрахунку процесів, що описуються диференціальними рівняннями, необхідно використовувати не функції з безперервним набором аргументів, а замінять їх дискретні набори чисел. Для цього створюється розрахункова сітка, обчислення параметрів проводиться в її вузлах.
При вирішенні даної задачі доцільно використовувати як сітку з простим кроком (при побудові сферичної моделі розповсюдження токсиканта), так і сітку зі змінним кроком (при моделюванні розсіювання токсиканта в атмосферних умовах). Крок за часом, який в принципі підкоряється деяким строгим обмеженням, при вирішенні спрощених завдань може бути вибраний довільним, виходячи зі змісту цих завдань.
Зазначеним вище способом проводиться розрахунок концентрацій, що виникають у навколишньому середовищі через перенесення токсиканта ударною хвилею.
Розгляд розсіювання токсиканта під дією атмосферних чинників виробляється з використанням спеціалізованого програмного забезпечення, призначеного для вирішення завдань газової динаміки. Використовуються положення теорії прикордонного шару, дані з зазначених вище робіт з розсіювання газів в атмосфері/10,24,26,38 /.
Для побудови концентраційних полів токсиканта в реальних умовах необхідно враховувати процеси дрейфу токсичної речовини під дією вітру, різниць густин, температур і т.п., тобто враховувати весь спектр атмосферних умов.
Форма і площа зони збитку, що визначаються насамперед концентраційними полями, залежать насамперед від напрямку і швидкості вітру, а так само класу стійкості атмосфери.
Швидкість і напрямок вітру, як правило, задаються в кожній ситуації як конкретні значення; при цьому під час розгляду реальної ситуації на конкретному виробництві вибирається найбільш часто повторюване значення швидкості і напряму вітру, а при розгляді абстрактної ситуації розглядається розсіювання токсиканта при таких параметрах, які становлять найбільший інтерес для даного дослідження. При розсіянні важкого газу використовуються дані про швидкість і напрямок вітру в приземному шарі.
Для можливо більш повного врахування реальних атмосферних умов використовуються класи стійкості атмосфери по Пасквіллу, характеристикою кожного з яких є певний вертикальний градієнт температури.
Для побудови концентраційних полів токсиканта на реальній місцевості необхідно використання характеристик шорсткості поверхні, а також введення в вихідні дані відомостей про різної забудові місцевості.
Практичне розв'язання подібних завдань, як правило, супроводжується низкою припущень, які будуть вказані нижче.
3. Чисельне моделювання ПОШИРЕННЯ токсикантів у РЕАЛЬНИХ УМОВАХ
.1 Вихідні дані для вирішення завдання
У даній роботі розглянуто випадок вибуху посудини під тиском, наповненого токсичною речовиною.
Вибух відбувається без впливу зовнішніх факторів через порушення правил експлуатації посудини. Об'єм посудини - 100 м3, матеріал - нержавіюча сталь. Токсикант - фтор F2. Фтор зберігається в посудині сферичної форми в газоподібному вигляді під тиском 1.05 МПа, температура його зберігання близька до температури середовища. Маса фтору, знаходиться в посудині - 1778 кг. Як правило, на промислових підприємствах фтор зберігається в кількостях від 1 до 10 т/3 /.
При вибуху фтор, згідно з його фізичним властивостям, повністю переходить в первинне хмара/42 /. Фтор відноситься до важких газам. Його молекулярна маса дорівнює 38, щільність газу - 1.693 кг/м3. Фтор не горить, але може бути вибухонебезпечний.
Фтор є надзвичайно токсичною речовиною/43 /. Його гранично допустима концентрація у повітрі робочої зони - 0.15 мг/м3, порогова токсідоза 0.39 г * хв/м3, смертельна токсідоза (з ймовірністю 50%) 4 г * хв/м3. Фтор подразнює дихальні шляхи і викликає ураження шкіри. При гострому отруєнні виникає подразнення слизових оболонок гортані і бронхів, очей, слинотеча, носові кровотечі, у важких випадках набряк легенів і ураження центральної нервової системи. Можливий смертельний результат, насамперед через набряк легенів. При впливі на людину навіть невеликих концентрацій фтору можливі віддалені наслідки, такі, як кон'юнктивіт, хронічний бронхіт, пневмонія, пневмосклероз. Характерними є ураження шкіри (екзема) і емалі зубів (флюороз). Крім того, фтор надає негативний вплив на живі організми, тому інгібує ряд ферментативних реакцій і пов'язує ряд важливих у біологічному відношенні елементів (P, Ca, Mg), що порушує їх баланс в організмі. Фтор має різким, дратівливим запахом.
Як і у випадку з іншими токсичними речовинами, токсичний вплив фтору посилюється за наявності інших вражаючих факторів, зокрема, баричного впливу ударної хвилі.
При розгляді даної задачі поширення фтору розглядається на вільному просторі з поверхнею, що володіє низьким коефіцієнтом шорсткості. Окремий варіант розрахунку передбачає обмеження поширення ударної хвилі неруйнівно...
