Компьютерный анализ экологической безопасности в районе крупных автомагистралей с учетом локальных атмосферных циркуляций : На примере МКАД

• Автор: Редикульцева, Нина Ивановна
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Введение
Глава 1. Современное состояние исследований по математическому и компьютерному моделированию атмосферного переноса выбросов автотранспорта на леса.

1.1. Сбкая характеристика экологической обстановки в районе крупных автомагистралей.

1.2. Методы многоатрибутного комплексного анализа при математическом моделировании атмосферного переноса выбросов автотранспорта.
1.3. Результаты экспериментальных исследований загрязнения лесов газовыми выбросами автотранспорта в районе МКАД
1.4. Проблемы математического и компьютерного моделирования атмосферного переноса газовых выбросов автотранспорта в районе крупных азтомагистралей

1.5. Цели и задачи диссертационной работы

Глава 2. Разработка двухмерной математической и компьютерной модели

локальных конвекций МОЛОКО и алгоритмов прогнозирования и анализа атмосферного переноса выбросов автотранспорта в районе крупных автомагистралей
2.1. Разработка двухмерной математической модели газовых течений над термически неоднородной поверхностью.
2.2. Конечноразностная аппроксимация термогидродинамических уравнений модели с использованием разнесенной расчетной сетки и в приближении Патанкара и Чорина. .
2.3. Проблема компьютерного моделирования распространения газовых выбросов при азариях на автотранспорте с учетом природных и техногенных барьеров4
2.4. Математическая модель распространения газовых выбросов и алгоритмы гидродинамического модуля
2.5. Выводы
Глава 3. Программноинформационное обеспечение аналитического центра
системы анализа и прогнозирования экологической безопасности в районе
автомагистралей АСЭБА
3.1. Концепция, архитектура и функции аналитического центра системы анализа и прогнозирования экологической безопасности в районе автомагистралей АСЭБА
3.2. Архитектура компьютерной модели локальных атмосферных циркуляций и атмосферного переноса газозых выбросов автотранспорта
3.3. Программный модуль численного решения дифференциальных уравнений атмосферного переноса газовых выбросов автотранспорта
3.4. Разработка архитектуры аналитического центра управления экологической обстановкой в районе крупных автомагистралей7
3.5. Программноинформационное обеспечение компьютерной модели распространения аварийных газовых выбросов.
Глава 4. Применение разработанного методического и программноинформационного обеспечения для прогнозирования экологических процессов и экологоэкономических оценок в районе МКАД.
4.1. Результаты компьютерного моделирования распространения газовых выбросов автотранспорта на лесные насаждения в районе МКАД
4.2. Результаты численного моделирования распространения азарийных газовых выбросов при обтекании одного препятствия в районе МКАД.
4.3. Результаты численного моделирования распространения аварийных газовых выбросов при обтекании нескольких препятствий в районе МКАД
4.4. Моделирование и управление транспортными потоками, как средство регулирования экологической обстановки в районе крупных автомагистралей
4.5. Совместное использование компьютерной модели локальных атмосферных циркуляций и математической модели дозаэффект зависимостей для анализа и прогнозирования экологической безопасности на автомагистралях.
4.6. Рекомендации по практическому использованию материалов
диссертации
Заключение
Приложение 1. Основные программные модули модели МОЛОКО.
Введение


Исследования городских насаждений показали 8, что с ухудшением состояния деревьев элементный состав их листьев все больше отличается от фоновых значений в сторону концентрации химических элементов, связанных преимущественно с техногенезом, хрома, свинца, олова, вольфрама, железа и др. Особенно наглядно это проявляется при рассмотрении соотношений элементов с противоположными тенденциями распределения в листьях, например, марганца с железом, свинцом, хромом, медью. Контрастность значений соотношений пар микроэлементов для здоровых и больных деревьев достигает десятков раз и представлена в табл. Максимальные значения коэффициентов характерны для деревьев из посадок вдоль магистралей, что свидетельствует о том, что в условиях города они испытывают наибольший прессинг под влиянием потока разнообразных, отходящих от магистрали загрязнителей. Табл. Коэффициенты табл. При этом следует отметить, что максимальные значения коэффициентов характерны для деревьев из посадок вдоль магистралей, что свидетельствует о том, что в условиях города они испытывают наибольший прессинг под влиянием потока разнообразных, отходящих от магистрали загрязнителей. В районе автомагистралей главными функциональными показателями, характеризующими воздействие газовых выбросов автотранспорта на природную среду, являются дозаэффект зависимости. Дозаэффект зависимости представляют собой нечеткие бинарные отношения вида ХхУ, где X множество значений дозы, У множество значений эффекта. Суммарно показатели дозы и эффекта можно рассматривать в качестве единой системы показателей или критериев. При таком подходе для конструирования альтернатив будет необходимо комбинировать несоизмеримые показатели концентрации ингредиентов загрязнения и биогеоценотические характеристики леса. Следует отметить, что при этом будут потеряны также закономерности, скрытые в дозаэффект зависимостях. В связи с этим была предложена методика, суть которой состоит в следующем. На первом этапе проводится группировка показателей эффекта в интегральные индексы. Бутусова О. Б., Степанова А. М., Мешалкина В П. В результате вместо измеряемых показателей дозы и эффекта используется система интегральных индексов. Исходные показатели, из которых формируются интегральные индексы должны быть нормализованы. Исходные показатели должны быть коррелированы. Положение о нормализации следует из относительности измерения любых переменных и параметров. Каждая величина или показатель может быть измерен в различных единицах, в результате чего его численное представление в различных системах измерения будет отличаться друг от друга. Хтах, Хтт соответственно максимальное и минимальное значение показателя. При такой нормализации большинство значений показателя находится в интервале 1, 1. По существу обе формулы являются одинаковыми преобразователями, но к различным интервалам нормализации. ХтЫ X а. В обеих формулах знаменатель представляет собой единицу измерения, в которой выражен показатель. Операция вычитания в числителях обеих формул представляет собой не что иное, как обыкновенный перенос начала координат в другую точку. Важным является также вопрос о корреляции показателей. В случае антикорреляции следует использовать преобразование показателя к коррелированному с остальными показателями виду. При этом следует использовать линейные преобразователи. Хта х х , 1. У У . В случае антикорреляции возможно также использование не самого показателя, а его обратной величины, т. X Х X 1. У У i. Недостатком, приведенной формулы, является ее нелинейный характер. Эта формула может применяться лишь на тех интервалах, размер и расположение которых на графике гиперболы допускает линейную аппроксимацию опытных данных. Процедура нормализации должна заканчиваться нормализацией входного вектора, преобразующей входной вектор в единичный вектор по следующей формуле
хГ. Рассмотрим основные положения теории интегральных индексов ,2. У А1х,Л2х


1. К, К число измеряемых параметров дозы, у 1,л индекс, нумерующий измерения, п количество измерений, А. Коэффициенты интервальной модели 1. АУ ск хк полуширина суммарного интервала.