Компьютерные модели реагирующих газов в задачах технической экологии

• Автор: Ладоша, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ХИМИЧЕСКИ И ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ГАЗЫ В ЗАДАЧАХ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ БАЗОВЫЕ МОДЕЛИ И ОСОБЕННОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1.1. Базовая модель газовой среды с реакциями

и излучением .

1.2. Средства автоматизации компьютерных вычислений прототип и усовершенствования

Выводы по главе 1

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЗАПУСКОВ ЖИДКОТОПЛИВНЫХ РАКЕТНОСИТЕЛЕЙ НА СТРАТОСФЕРНЫЙ ОЗОН И ПРИЗЕМНЫЙ УРОВЕНЬ УФРАДИАЦИИ
2.1. Модель стратосферных фотохимических процессов описание базового варианта и выполненных уточнений

2.2. Состав и динамика невозмущенной озоносферы

2.3. Уточнение модели стратосферной турбулентности.

2.4. Модель эволюции ракетного следа в стратосфере.

2.5. Начальные условия параметризация ракетных выбросов
2.6. Асимптотический анализ минимальных моделей
2.7. Результаты детальной компьютерной имитации влияния запуска Протон на динамику озоносферы и их трактовка
Выводы по главе 2.
Глава 3. ПРИЛОЖЕНИЯ К ДРУГИМ АКТУАЛЬННЫМ ЗАДАЧАМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ, КЛЮЧЕВЫЕ ИДЕИ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Оценка структурной устойчивости динамической модели элементарных процессов в экологически чистом Слазере с оптической накачкой
3.2. Полуэмпирическая модель образования окислов азота при горении моторных топлив и статистическая методика ее идентификации
Выводы по главе 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Описанную технику будем называть техникой автоматизированного синтеза и (асимптотического) анализа моделей (ТАСАМ); соответствующие подробности можно почерпнуть в работах [-]. Р->ПР,9 (1. Si; 2) в качестве Р/ обеспечиваются наблюдаемые (лучше измеряемые) величины; 3) достигается существенное снижение размерности фазового пространства, т. П Р/ « dim Р; 4) удовлетворяются целевые критерии, например, ЦФ(? I S,) < ? ЦФ. В выражениях (1. I (П) - обозначает совокупность подсистем (пространств состояний). Единый подход к структурной декомпозиции задач технической экологии и безопасности, опирается на опытный факт, что в номенклатурно больших системах, как правило, выделимы сравнительно связные подсистемы, объединяющие каждая в отдельности и в целом незначительное число элементов системы; все прочие элементы системы, демонстрируя независимое поведение, образуют в совокупности ее внутренний фон. Схема фрагментации на линейные и нелинейные субмодели проиллюстрирована на рис. Целесообразность фрагментации (1. Это позволяет переложить на ЭВМ работу по включению в ИММ легко формализуемых, но очень многочисленных линейных факторов и их комплексов, чем высвободить силы исследователя для изучения глобальных структурноповеденческих свойств системы. Описанная техника идеологически сходна с методикой симметрий-ного анализа модельных уравнений с частными производными (УЧП), основанной на выделении в системе симметричной (автоморфной) и антисимметричной (разрешающей) подсистем [4]. ДС), описываемых УЧП - без учета асимметрии за счет граничных условии (ГУ), состоит в исходном пункте и направлении анализа системы 5: здесь он осуществляется «снизу ~ вверх» - средствами численного анализа. Рис. Практика КМ убедительно свидетельствует, что общими свойствами «хороших» ИММ оказываются: 1) учет в них законов сохранения и прочих инвариантов, 2) использование априорной информации о симметрии решения и наиболее значимых параметрах и связях, 3) удачно выбранный баланс между подробностью описания и его грубостью в смысле структурной устойчивости при зашумлении, 4) связность в рамках иерархии моделей (ИМ) с моделями как более реалистичными, так и сравнительно простыми, 5) естественная физическая интерпретация результатов ВЭ, например с привлечением аналогий. Содержательно большинство задач технической экологии и безопасности жизнедеятельности в той или иной мере являются задачами взаимодействия технических объектов с окружающей и рабочей средами. Оба типа сред, предполагаемых сплоиты. Легко просматривается связь между реалистичностью моделей сплошной среды [,,,,, ,,2-4,1,3,9-0] и использованным в них математическим формализмом: соответствующие данные показаны на рис. Рис. Иерархия моделей реалистичной сплошной среды согласно [,,,,,,,2-4,1,3,9-0] в сопоставлении с классическими разделами и методами математики. Наиболее общей моделью физико-химических и транспортных процессов в реальных газах служит система интегро-дифференциальных уравнений больцмановского типа [,0]. Однако практическое использование этих уравнений в инженерных расчетах не подкреплено надлежащими теоретико-методическими и экспериментальными заделами. Поэтому на данном этапе развития прикладных исследований целесообразно ограничиться упрощенным описанием, взяв в качестве базовых кинетические уравнения Болыриана, тем или иным образом осредненные по набору переменных. Структура осредненных уравнений значительно проще, а имитационные возможности сохраняются на уровне, приемлемом для большинства современных приложений. С другой стороны, эволюционные уравнения реального газа или плазмы можно рассматривать как частный случай открытой ДС, в которой возможны диффузия и односкоростной градиентный перенос. Чи^к) = 0, (1. Х{ или Ух,г= Ух, , а также иу-и или Ум|г=Уи , (1. Д/- коэффициенты само- и взаимодиффузии; 5,— поток качества в систему извне; и - скорость конвективного переноса характеристик; t - независимая переменная, имеющая смысл времени; над- и подстрочный индекс “Г” отвечает значениям на границе системы. Первое слагаемое в правой части (1.