Статистический метод описания распространения аэрозольных и газовых примесей в атмосфере

• Автор: Бородулин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 244 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Аналитический обзор методов описания распространения примесей в атмосфере и анализ проблем, возникающих при их практическом использовании
1.1. ПОЛУЭМПИРИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ ТУРБУЛЕНТНОЙ ДИФФУЗИИ
1.2. МЕТОД РЕКУРСИВНОГО ЗАМЫКАНИЯ
1.3. ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСПРОСТРАНЯЮЩИХСЯ
В АТМОСФЕРЕ АЭРОЗОЛЕЙ
ГЛАВА 2. Теоретические основы метода наховдения функций плотности вероятности
2.1. ОДНОТОЧЕЧНЫЕ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ И ИНТЕГРАЛА ОТ НЕЕ ПО ВРЕМЕНИ
2.2. ДВУХТОЧЕЧНЫЕ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ И ИНТЕГРАЛА ОТ НЕЕ ПО ВРЕМЕНИ
2.3. ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ ПРОИЗВОДНОЙ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ ПО ВРЕМЕНИ И ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ ПЕРЕХОДА КОНЦЕНТРАЦИИ ИЗ ОДНОГО СОСТОЯНИЯ В ДРУГОЕ
2.4. КОРРЕЛЯЦИОННАЯ ФУНКЦИЯ И СПЕКТРАЛЬНЯ ПЛОТНОСТЬ ПУЛЬСАЦИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
2.5. ДИСКРЕТНАЯ ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛА АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ЕДИНИЦЕ ОБЪЕМА
2.6. ОБСУЖДЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ НАЙДЕННЫХ ФУНКЦИЙ
2.7. ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕОРИИ
2.8. ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ В ЗАДАНИИ КОЭФФИЦИЕНТОВ НА ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
ГЛАВА 3. Экспериментальное обоснование полученных теоретических результатов

3.1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ И ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.2. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ПРОВОДИВШИХСЯ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.3. СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ С НЕКОТОРЫМИ ВЫВОДАМИ ТЕОРИИ ТУРБУЛЕНТНОГО ГОРЕНИЯ
ГЛАВА 4. Анализ экспериментов, проведенных с помощью аппаратуры для измерения пульсаций скорости ветра
4.1. ОПИСАНИЕ ПРИМЕНЯВШЕЙСЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
4.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРЯМОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТУРБУЛЕНТНОЙ ДИФФУЗИИ
4.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРЕДПОЛОЖЕНИЙ, СДЕЛАННЫХ ПРИ ВЫВОДЕ ВЫРАЖЕНИЙ ДЛЯ СУММЫ НЕДИАГОНАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ
ГЛАВА 5. Применение метода для решения конкретных практических задач
5.1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОШИБОК НА ФУНКЦИЮ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
5.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОЖИДАНИЕ И ДИСПЕРСИЯ ПЛОЩАДИ, НА КОТОРОЙ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ФУНКЦИЯ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ) ПРЕВОСХОДИТ НЕКОТОРОЕ ПОРОГОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ
5.3. ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ДОСТИЖЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ПРИМЕСИ ЗАДАННОГО ПОРОГОВОГО ЗНАЧЕНИЯ
5.4. УЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ПРИМЕСИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ
5.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОТОКА ПРИМЕСИ, ВЫДЕЛЯЕМОЙ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
5.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ И ДИСПЕРСИИ ПЛОЩАДИ "ПЯТЕН" АЭРОЗОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХ-

НОСТИ
5.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРВЫХ МОМЕНТОВ ВРЕМЕНИ ПРЕВЫШЕНИЯ ЗАДАННОГО УРОВНЯ КОНЦЕНТРАЦИИ АТМОСФЕРНОЙ ПРИМЕСИ
5.8. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЯДОВ ВЕКТОРА СКОРОСТИ ВЕТРА И КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ С ЗАДАННЫМИ ЗАКОНАМИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И КОРРЕЛЯЦИОННЫМИ СВЯЗЯМИ, ТИПИЧНЫМИ ДЛЯ РЕАЛЬНОЙ ТУРБУЛЕНТНОЙ АТМОСФЕРЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

получены необходимые уравнения. Но их применение также невозможно ввиду того, что они содержат ряд достаточно громоздких членов с неизвестными величинами. Например, неизвестная скорость движения границы раздела занятой и свободной от аэрозоля области относительно воздуха.
Несмотря на большие трудности учета перемежаемости это приходится делать при описании турбулентного горения. Достаточно полное обобщение полученных в этой области результатов приведено в [61]. К сожалению, результаты, полученные при описании турбулентного горения, не могут быть непосредственно перенесены на процесс турбулентной диффузии аэрозолей в атмосфере. В первую очередь это связано с тем, что турбулентность в атмосфере, а также площадки, над которыми необходимо описать процесс распространения, являются более сложными объектами по сравнению с теми, которые в настоящее время доступны для описания в теории турбулентного горения. Выражаясь другим языком, можно сказать, что число факторов (параметров), определяющих процесс турбулентной диффузии при описании распространения аэрозолей, намного больше, чем включается сейчас в модели турбулентного перемешивания при горении.
Однако, аналогия процесса турбулентного горения и рассуждения, приведенные выше, позволяют перенести обычно постулируемый вид ФИВ концентрации и на процесс распространения аэрозолей [61, 62, 67]. Такая плотность вероятности задается в виде суперпозиции двух членов: разрывного, описывающего перемежаемость, и непрерывного. Аналогичные выражения для ФПВ применяются в теории турбулентного горения
1(СЛ) = (1- 7) б(С) + 7 1 (С,Ф) , ( 1.32 )

где б(С) - дельта-функция концентрации, 1 - некоторая нормированная условная ФПВ (условием является положительность концентрации).