Математическое моделирование аварийного разлива сжиженного аммиака

Abstract

Работа посвящена математическому моделированию распространения аммиака в приземном слое атмосферы при аварийном разливе. Разработана двухмерная нестационарная модель, основанная на уравнении адвекции-диффузии-реакции, которая учитывает ключевые физические процессы: перенос ветром, турбулентную диффузию, химические потери и осаждение на подстилающую поверхность. Модель дополнена уравнением для описания накопления загрязняющего вещества в верхнем слое почвы. Предложен эффективный численный алгоритм на основе метода расщепления по физическим процессам. Проведенные расчеты для различных сценариев демонстрируют качественное и количественное влияние параметров на формирование зон химического заражения

The paper is devoted to mathematical modeling of the spread of ammonia in the surface layer of the atmosphere during an emergency spill. A two-dimensional unsteady model based on the advection-diffusion-reaction equation has been developed, which takes into account key physical processes: wind transport, turbulent diffusion, chemical losses, and deposition onto the underlying surface. The model is supplemented by an equation to describe the accumulation of pollutants in the upper soil layer. An efficient numerical algorithm based on the method of splitting by physical processes is proposed. The calculations performed for various scenarios demonstrate the qualitative and quantitative influence of the parameters on the formation of chemical contamination zones