Исследование нестационарных процессов и явлений переноса примесей в турбулентных газах

• Автор: Наац, Виктория Игоревна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 168 с.

Оглавление
Введение.
Глава 1. Современное состояние молекулярно-кинетической теории и математических методов моделирования явлений переноса и турбулентной
диффузии в газах.
1.1. Состояние молекулярно-кинетической теории неравновесных газов.
1.2. Статистическое и динамическое описание нестационарных процессов в турбулизированных газах.
1.3 Обзор вычислительных методов для решения уравнений йереноса и диффузии. т
1.4. Разработка математического и программного обеспечения задачи численного решения нестационарного уравнения переноса.
1.5. Численные исследования атмосферной диффузии "загрязнения воз душного бассейна".
Глава 2. Исследование некоторых вопросов молекулярно-кинетической теории явлений переноса в неравновесных и турбулентных газах.
2.1 Кинетические уравнения для функций распределения и временных корреляционных функций сильно неравновесных систем.
2.2 Газодинамические уравнения в турбулизированных газовых средах.
2.3. Явление переноса и гидродинамическая асимптотика корреляционных функций в турбулизированных средах.
2.4. Явление переноса в первом приближении взаимодействующих гидродинамических мод.
2.5. Диффузия примесей в сильно неравновесных турбулентных средах в гидродинамическом приближении.
2.6. Коэффициент диффузии в приближении взаимодействующих гидродинамических мод.
2.7. Вклад продольных турбулентных пульсаций в коэффициент
диффузии.

Глава 3. Построение вычислительной модели для уравнения переноса загрязнений в пограничном слое атмосферы.
3.1. Общая характеристика турбулентной диффузии примесей
3.2. Аппроксимация исходных данных для уравнения переноса
3.3. Нормировка и масштабирование уравнения переноса
3.4. Редукция уравнения переноса с помощью метода взвешенной
невязки
3.5. Численное решение уравнения переноса
3.6. Вычисление интегралов в системе моделирования
3.7. Вычисление пределов интегрирования области Оск=ОепОк

3.8. Вычисление значений формы Ск Эк (х) в точке хеХ

3.9. Вычислительная схема моделирующего алгоритма
3.10. Описание структурной схемы моделирующего алгоритма
3.11. Описание программного обеспечения
3.12. Описание тестового примера для получения результатов моделирования
3.13. Анализ результатов моделирования
Глава 4. Аппроксимация исходных данных в задачах моделирования процесса переноса загрязнений в турбулентных средах.
4.1. Формулировка аппроксимационной задачи
4.2. Аналитические свойства базиса
4.3. Исследование взаимозависимости параметров базисной функции
и их совместного влияния на точность аппроксимации
4.4. Исследование влияния структурных характеристик функций
на ошибки аппроксимации
4.5.Исследование погрешности равномерной и квадратичной аппроксимации функций
4.6. Алгоритм оптимизации параметров базисной функции.
4.7 Исследование процесса одновременной аппроксимации функции
и ее производной.
4.8. Алгоритм «оптимальной аппроксимации» исходных данных.
4.9. Описание программных модулей, реализующих алгоритмы аппроксимации исходных данных при моделировании процесса переноса загрязнений.
Глава 5. Исследование особенностей турбулентного переноса в пограничном слое атмосферы. Простейшие методики прогноза экологического состояния.
5.1. Гауссово приближение решения полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии.
5.2 Исследование эффекта уширения импульса "возмущения" загрязняющих веществ в процессе его распространения во вре мени вдоль оси Ох.
5.3. Исследование пространственно-временных характеристик
процесса распространения загрязняющих веществ в атмосфере.
5.4. Методика определения концентрации загрязняющих веществ, поступающих в пункт наблюдения от источника с конечной длительностью выброса и от непрерывно работающего источника.
5.5. Исследование динамики распространения загрязнений от системы распределенных точечных источников.
5.6. Расчет концентрации загрязняющих примесей в прикладных задачах.
5.7 Описание программного обеспечения задач по исследованию динамики распространения загрязнений в турбулентной атмосфере.
Основные результаты и выводы.
Список литературы.
Приложения.

(2.42)

где коэффициенты трения <; и диффузии О связаны соотношением О = дкТ, а
система газодинамических уравнений (2.29), (2.30), (2.31), (2.37), (2.39) для
от обычных уравнений газовой динамики наличием Ланженовских источников (2.27), (2.38), (2.40). Для приложений важны моменты случайных функций бтГу, бБь Первые моменты этих функций равны нулю
Вторые моменты источников, используя свойства Ланжевеновского источника (2.27), находим в виде
Соотношения (2.44), (2.45), связывающие корреляторы случайных источников с коэффициентами переноса в приближении локального равновесия, впервые феноменологическим путем получили Ландау и Лившиц [50]. Уравнения гидродинамики были представлены уравнениями Ланжевена, а последующее использование флуктуационно-диссипационных соотношений приводит к аналогичному результату.
Полученная система гидрогазодинамики уравнений (2.29), (2.30), (2.37), (2.39) может служить основой для описания турбулизованных состояний и течений. Проведем усреднение случайных функций по неравновесному ансамблю так, что р = р + Зр,ии1+ди1,р = р + 5р,Т = Т + ЗТ и случайные величины получаются в виде сумм средних по ансамблю Гиббса и пульсаций в турбулентном потоке. Наиболее существенным для турбулентных движений
интеграл 0(22) табулирован в [8]. Таким образом, нами получена замкнутая
случайных функций р,и,Т турбулизированой газовой среды, отличающаяся
(2.43)