Abstract

Purpose. The scientific work is concentrated on development of 3D, 2D numerical models for the prediction of atmospheric pollution during transport of bulk cargo in the railway car. Methodology. To solve this problem numerical models were developed, based on the use of the motion equations of inviscid incompressible fluid and mass transfer, to determine the field of wind velocity near the cars and dispersion of dust in the atmosphere. For the numerical integration of the pollutant transport equation implicit alternating-triangular difference scheme was used. When constructing a difference scheme splitting of the transport equation is carried out that allows us to construct an efficient algorithm for solving a differential problem. Unknown value of the pollutant concentration at every step of splitting is determined by the explicit scheme – the method of point-to-point computation, which provides a simple numerical implementation of splitting equations. For numerical integration of the 3D equation for the velocity potential method of Richardson is applied. For numerical integration of the 2D equation for the velocity potential the method of total approximation is applied. The developed numerical models are the basis of established software package. On the basis of the constructed numerical models a computational experiment to assess the level of air pollution when demolition of coal dust from the gondola car was carried out. Findings. 3D, 2D numerical models that belong to the class «diagnostic models» were developed. These models take into account the main physical factors affecting the process of dust pollution dispersion in the atmosphere during transportation of bulk cargo, but require small costs of the computer time in the practice at the low and medium power machines. These models are used for serial calculations of various situations of scenarios related to issues of environmental protection and pollution intensity diagnostics for different weather conditions. Computational calculations to determine pollutant concentrations and formation of pollution zone near the cars with bulk cargo in «microscale» scale were submitted. Originality. 3D, 2D numerical models were created. They allow taking into account the relevant factors, influencing the process of pollutants dispersion in the atmosphere, and formation of the pollution zone during transport of bulk cargo by rail. Practical value. Efficient numerical models «diagnostic models» for rapid calculation of the atmosphere pollution level during transportation of bulk cargo by rail were considered. Models can be used in the development of environmental protection measures at the operation of rail transport. Proposed model allows calculating 3D, 2D hydrodynamics of wind flow and mass transfer process of pollutants in the atmosphere.

Highlights

  • МОДЕЛИ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ СЫПУЧИХ ГРУЗОВНаучная работа направлена на разработку 3D, 2D численных моделей для прогноза загрязнения атмосферы при транспортировке сыпучих грузов в железнодорожном вагоне

  • Нигерия имеет хорошо развитую сеть железных дорог

  • 3D, 2D numerical models that belong to the class «diagnostic models» were developed

Read more

Summary

МОДЕЛИ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ

Научная работа направлена на разработку 3D, 2D численных моделей для прогноза загрязнения атмосферы при транспортировке сыпучих грузов в железнодорожном вагоне. Данные модели учитывают основные физические факторы, влияющие на процесс рассеивания пылевых загрязнений в атмосфере при транспортировке сыпучих грузов. Созданы 3D, 2D численные модели, позволяющие учесть существенные факторы, влияющие на процесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере, и формирование зоны загрязнения при перевозке сыпучих грузов железнодорожным транспортом. Рассмотрены эффективные численные модели «diagnostic models» для экспресс-расчета уровня загрязнения атмосферы при транспортировке сыпучих грузов железнодорожным транспортом. Применение разработанных численных моделей позволяет быстро осуществлять оценку экологической безопасности при транспортировке сыпучих грузов и определять эффективность применения экрана для минимизации уровня загрязнения атмосферного воздуха. Рассмотрены эффективные 3D, 2D численные модели «diagnostic models» для расчета уровня загрязнения атмосферы пылевыми выбросами при перевозке железнодорожным транспортом сыпучих грузов. Дальнейшее совершенствование моделей следует проводить в направлении их развития для расчета аэродинамики на базе уравнений Навье-Стокса и уравнений массопереноса

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
МОДЕЛІ ОЦІНКИ РІВНЯ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ПРИ ТРАНСПОРТУВАННІ СИПУЧИХ ВАНТАЖІВ
THE ASSESSMENT MODELS OF AIR POLLUTION DURING TRANSPORTATION OF BULK CARGO
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call