Математическое моделирование распространения радиоактивных веществ в воздушной среде в районах объектов энергетики

• Автор: Зубов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАДИОАКТИВНОГО

РАССЕИВАНИЯ В АТМОСФЕРЕ

1.1. Описание дисперсного распространения радионуклидов в

атмосфере

1.1.1 Структура модели распространения радионуклидов в воздухе

1.1.2 Особенности использования моделей радионуклидного загрязнения

1.1.3 Описание процессов распространения на основе метеорологических данных

1.2. Классификация моделей распространения радионуклидов в

атмосфере
1.2.1 Эйлеровы и лагранжевы модели
1.2.2 Пространственная классификация моделей распространения радионуклидов
1.2.3 Классификация распространенных моделей радиоактивного загрязнения атмосферы
1.3. Постановка задачи распространения радионуклидов в
атмосфере
1.3.1 Общее описание атмосферной транспортнодиффузионной модели
1.3.2 Наблюдаемые метеорологические данные
1.3.3 Диагностическая модель формирования поля ветра
1.3.4 Модель конвекции-диффузии-распада радионуклидов с учетом влажного осаждения
Глава 2. ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ
КОНВЕКЦИИ-ДИФФУЗИИ
2.1. Используемые понятия и результаты теорий линейных операторов и разностных схем
2.2. Попеременно-треугольные кососимметричные разностные
схемы
2.3. Сравнение попеременно-треугольной кососимметричной разностной схемы с треугольной кососимметричной и явной схемой на примере трехмерной динамической задачи конвекции-диффузии
2.3.1 Постановка модельной задачи
2.3.2 Конечно-разностная аппроксимация уравнения
2.3.3 Аппроксимация краевых условий
2.3.4 Результаты численного сравнения устойчивости и точности решения краевой задачи кососимметричными разностными схемами и явной схемой
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИО АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В НИЖНИХ СЛОЯХ АТМОСФЕРЫ НА МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВС С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПАМЯТЬЮ
3.1. Описание вычислительных экспериментов радиоактивного загрязнения района Волгодонской АЭС
3.2. Пространственная декомпозиция расчётной области в реализации кососимметричных схем на многопроцессорных ВС
с распределенной памятью
3.2.1 Применение красно-черного разбиения в декомпозиции расчётной области и нумерации узлов
3.2.2 Оценка эффективности параллельного алгоритма транспортно-диффузионной модели

3.3. Вычислительный эксперимент оперативного прогнозирования загрязнения воздушной среды
3.4. Вычислительный эксперимент краткосрочного прогнозирования загрязнения воздушной среды
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

NAME (Numerical Atmospheric dispersion Modeling Environment) -макромасштабная лагранжева модель, разработанная учеными метеорологического центра Великобритании в 1986 году (после аварии, произошедшей на Чернобыльской АЭС). За последние годы модель была усовершенствована. Последняя её версия NAME III вышла в свет в 2006 году [122].
Модель NAME III создана для проведения не только краткосрочных расчётов распространения радионуклидов, но и глобальных вычислений. Модель учитывает метеорологические данные модели UM для построения траектории распространения радиоактивной примеси с применением методики случайных возмущений (random walk techniques). Сами вычисления перемещения концентрации осуществляются методом Монте-Карло.
DIPCOT (Dispersion over complex terrain) - трехмерная мезомасштабная лагранжева модель [65,67], разработанная в Национальном центре научных исследований “Демокритос” (Германия) в 1998 году. Распределение объемной концентрации радионуклидов в воздухе рассчитывается исходя из общего числа частиц радиоактивного вещества. Скорость перемещения частицы в области рассчитывается исходя из двух частей: конвективного перемещения под действием поля ветра
(представленного одной из метеорологических моделей ECMWF, ADREA-I и FILMAKER), случайных турбулентных колебаний. Модель учитывает химические взаимодействия исследуемых веществ.
ЕМАР (Eulerian Model for Air Pollution) - многослойная эйлерова модель, разработанная в Национальном институте метеорологии и гидрологии (Болгария) ученым Сураковым Д [115]. Данная модель использует метеорологические данные, построенные в модели прогнозирования погоды ECMWF. Сухое осаждение введено в краевые условия для самого нижнего пространственного слоя. Модель описывает вертикальную диффузию с вторым порядком точности при помощи неявной схемы.