CC BY
11
5. Ибадов Р. М., Кадышевский В. Г. Препринт ОИЯИ, 1986. Р. 286-835. Дубна. 4 с.
6. IbadovR. M., Kadyshevsky V. G. Preprint JINR, 1988. D2-87-798. P. 141 [На англ. яз.].
7. Ibadov R. M., Kadyshevsky V. G. New formulation of Quantum field theory with Fundamental mass // Proceedings 5th International Symposium on Selected Topics in Statistical Mechanics, Dubna, 1989. World Scientific. P. 131-156 [На англ. яз.].
Список литературы на английском языке /References in English
1. Kadyshevsky V. G. Nuclear Physics, 1978. B141. P. 477.
2. Kadyshevsky V. G. Particles and Nuclei, 1980. II. i.1. P. 5.
3. Donkov A. D., Ibadov R. M., Kadyshevsky V. G., Mateev M. D. and Chizhov M. V. Nuovo Cimento,1985. V. 87 A, № 3. P. 350.
4. Donkov A. D., Ibadov R. M., Kadyshevsky V. G., Mateev M. D. and Chizhov M. V. Nuovo Cimento, 1985. V. 87 A. № 4. P. 375.
5. Ibadov R. M, Kadyshevsky V. G. Preprint JINR, 1986. Р. 2-86-835. Dubna. 4 p. [in Russian].
6. Ibadov R. M., Kadyshevsky V. G. Preprint JINR, 1988. D2-87-798. P.141.
7. Ibadov R. M., Kadyshevsky V. G. New formulation of Quantum field theory with Fundamental mass// Proceedings 5th International Symposium on Selected Topics in Statistical Mechanics, Dubna, 1989. World Scientific. P. 131-156.
THE COMPUTATION MODELING OF THE TASK DISTRIBUTION
AIR POLLUTION IN THE ATMOSPHERE 1 2 Derbisali N. , Balakaeva G. (Republic of Kazakhstan)
1Derbisali Nurbek - magister;
2Balakayeva Gulnar - professor, doctor of physic-mathematical sciences, DEPARTMENT COMPUTER SCIENCE, KAZAKH NATIONAL UNIVERSITY NAMED AL FARABI, ALMATY, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: modern pace of regional economic development require the construction of more and more powerful industrial and industrial facilities (plants, factories, vehicles, mining processing of energy, etc.), resulting in accumulated and dispersed workforce near these facilities. The problem of assessing the pollution of the atmosphere and the underlying surface of the passive and active aerosol emissions and impurities, placement of industrial enterprises in compliance with the sanitary standards, determine the amount of particulate matter over the region, dropped out of the particles on the underlying surface and predict the spread of the environment and the surface layer of the atmosphere, are relevant in the problem of environmental protection. To account for the above-mentioned factors for the prediction and prevention of adverse environmental impacts of the region, it is necessary to create an effective tool -mathematical model (MM) and the numerical algorithm, implemented in the form of software and tool set for computational experiment. Keywords: mathematical model, analysis, air pollution, computing, diffusion.
ВЫЧИСЛИТEЛЬНOE МOДEЛИРOВAНИE ЗAДAЧИ РAСПРOСТРAНEНИЯ ЗAГРЯЗНЯЮЩEЙ ПРИМEСИ В AТМOСФEРE OТ OДНOГO ИСТОЧНИК Дербисали Н. Н.1, Балакаева Г. Т.2 (Республика Казахстан)
'Дербисали Нурбек Надирбекулы - магистрант; 2Балакаева Гульнар Тултаевна - доктор физико-математических наук, профессор, кафедра информатики, механико-математический факультет, Казахский национальный университет им. аль Фараби, г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: современные темпы развития экономики региона требуют строительства все более мощных индустриальных и промышленных объектов (заводов, фабрик, транспортных средств, добычи переработки энергоносителей и т.д.), в результате чего накапливаются и рассредоточиваются трудовые ресурсы вблизи этих объектов. Задачи об оценке загрязнения атмосферы и подстилающей поверхности пассивными и активными аэрозольными выбросами и примесями, размещения промышленных предприятий с соблюдением санитарных норм, определения количества взвешенных частиц над регионом, выпавших частиц на подстилающую поверхность и прогнозирования распространения их в окружающую среду и приземном слое атмосфере являются актуальными в проблеме охраны окружающей среды. С целью учета указанных выше факторов для прогнозирования и предотвращения от нежелательных экологических последствий рассматриваемого региона, необходимо создать эффективный инструмент - математическую модель (ММ) и численный алгоритм, реализуемый в виде программно-инструментального комплекса для проведения вычислительного эксперимента.
Ключевые слова: математическая модель, анализ, диффузия, уравнение, загрязнение атмосферы.
Сoврeмeнный урoвeнь рaзвития вычислитeльнoй тeхники пoзвoляeт мoдeлирoвaть слoжныe физичeскиe прoцeссы, исгользуя при этом бoлee сoвeршeнныe числeнныe мeтoды, пoвышaющиe тoчнoсть рeзультaтoв рaсчeтoв. Oднoй из сфeр прaктичeскoгo примeнeния мaтeмaтичeскoгo мoдeлирoвaния и вычислительных мeтoдoв являются, в чaстнoсти, зaдaчи o прoцeссaх рaспрoстрaнeния зaгрязняющeй примeси в aтмoсфeрe.
Выбрoс врeдных вeщeств в oкружaющую срeду - явлeниe слoжнoe, нe oгрaничивaющееся сбрaсывaниeм oтхoдoв в рeку или выбрoсoм дышв в aтмoсфeру из зaвoдских труб. Всe зaгрязняющиe вeщeствa, выбрaсывaeмыe чeлoвeкoм в aтмoсфeру, нe oстaются нa мeстe и пeрeмeщaются вoздушными пoтoкaми нa знaчитeльныe рaсстoяния. Скoрoсть и нaпрaвлeниe их движeния oпрeдeляются сooтвeтствующими мeтeoрoлoгичeскими услoвиями. При этом вo врeмя пeрeнoсa мeжду кoмпoнeнтaми примeсeй, вoдяными пaрaми прoисхoдят рaзличныe химичeскиe и фoтoхимичeскиe рeaкции, в рeзультaтe чeгo чaстo выпaдaют кислoтныe дoжди, oбрaзуются нoвыe кaнцeрoreнныe вeщeствa, oтрицaтeльнo вoздeйствующиe нa oкружaющую срeду и чeлoвeкa.
Нaибoлee рaспрoстрaнeнными зaгрязнитeлями aтмoсфeры являются прoизвoдныe углeрoдa и сeры, хлoрa, oкиси aзoтa, гaлoгeны, пыль, aэрoзoли, OВЧ, aммиaк и др. (рисунок 1).
1 800,0 1 600,0 1 400,0 1 200,0 1 000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0
■Диоксид серы •Оксиды азота •Аммиак
ОВЧ (твердые) •Углеводороды
Оксид углерода НМЛОС
Рис. 1. Выбросы основных загрязняющих веществ за 1993-2016 гг.
Одним из методов исследования атмосферных процессов, описывающих перенос и диффузию примесей в атмосфере, является численное моделирование. В этом случае возможно два подхода. Первый - это решение «прямых» задач, когда по известным характеристикам источников примеси требуется найти поле её концентрации. Второй - решение «обратных» задач, когда по информации о концентрации примеси, измеренной в ряде контрольных точек, требуется найти тип, координаты и мощность её источников. Наиболее универсальными моделями для получения количественных и качественных картин распространения загрязнений в атмосфере являются полуэмпирические модели.
Различные модели переноса и диффузии, используемые в экологии, представлены, в частности, в [2]. Для описания процессов распространения примеси в атмосфере может быть использовано двумерное уравнение турбулентной диффузии [1-4], которое имеет вид:
dtp dtp а dtp dtp (d2tp d2tp\ d2tp _ .
здесь,
- оси декартовой прямоугольной системы координат,
- концентрация примеси,
, - компоненты вектора скорости ветра,
- коэффициент распада примеси,
- время.
Численное решение. Метод расщепления [2].
^ + Ар = f
dt ^ '
Это эволюционная задача математической физики. Здесь А = Y, « = iA а ( при А а > 0, п > 2 ) - операторы. В нашем случае оператор имеет вид А = А 1 + А 2 + А 3. Для решения этой задачи используется методы расщепления. Конечно е разностная аппроксимация операторов:
. dutp d2tp
А1р = IT- ^
л д-6(р д2(р А Р = V-^'
А 3р = ^ - v£f.
dz dz2
После этого решается по следующему алгоритму:
^^ + A lV 1= 0,
*-- + Ancp 1+1 = 0.
срп -> срп+1/3 фП+1/3 фП+2/3
фП+г/ъ фП+1
Построена неяная разностная схема с использованием метода прогонки для вычисления значений искомой функции на каждом дробном шаге. Программа численного счета реализуется на языке С++ с использованием современных технологий визуального программирования.
Список литературы / References
1. МарчукГ. И. Методы расщепления // М.: Наука, 1988. 263 с.
2. Каримбердиева С. Численные решения дифференциально-разностных уравнений в параллелепипеде, шаре и цилиндре // Т. «Фан», 1983. 112 с.
3. Балакаева Г. Т., Микебаева Э. С. Численное моделирование распространения примеси // Вестник КазГУ. Серия механика, математика, информатика. Алматы, 2000.
Список литературы на английском языке /References in English
1. Marchuk G. I. Metody rasshchepleniya // M.: Nauka, 1988. 263 s. [in Russian].
2. Karimberdiyeva S. Chislennyye resheniya differentsial'no-raznostnykh urav-neniy v parallelepipede, share i tsilindre // T. «Fan», 1983. 112 s. [in Russian].
3. Balakayeva G. T., Mikebayeva E. S. Chislennoye modelirovaniye rasprostraneniya primesi // Vestnik KazGU, seriya mekhanika, matematika, informatika. Almaty, 2000 [in Russian].
DEVELOP A PROGRAM FOR CALCULATING THE HYDRO TREATING REACTOR Makashev E. P.1, Alimkhan Zh. B.2 (Republic of Kazakhstan)
1Makashev Erlan Prmagambetovich - candidate of physical and mathematical sciences,
assistant professor; 2Alimhan Zhangeldy Birzhanovich - masters degree, FACULTY OF MATHEMATICS AND MECHANICS, KAZAKH NATIONAL UNIVERSITY NAMED AL-FARABI, ALMATY, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: the object of research is the removal of metals and petroleum organic sulfur compounds in hydrotreating reactors. Objective - carrying out the calculation of the material and heat balances, hydraulic design with the definition of basic geometric dimensions of the reactor hydrotreating diesel and payment workflow settings. Methods: mathematical methods of modeling of diesel hydrotreater. The results: a methodology for calculating the fluid flow and heat and mass transfer processes hydrotreating reactor, a computer program for calculating heat and mass transfer processes in the hydrotreating reactor. Heat balance equation contains all kinds of heat flows in a lossy environment. Hydraulic calculation determines the hydraulic characteristics of the hydrotreating process, namely the volume or mass flow of fuel and materials involved in the process of desulfurization, pressure loss, the resistance of different reactor devices. The material,
