Анализ полученных результатов

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Физическая постановка задачи, т.е. создание физической модели процесса.

2. Математическая постановка задачи: определение математической модели процесса, использование уравнения диффузии с соответствующими граничными и начальными условиями.

3. Выбор численного метода решения.

4. Разработка алгоритма решения задач.

5. Составление программы, которая реализует алгоритм решения задачи на языке MATLAB (приложение А).

6. Анализ полученных результатов: проверка адекватности полученных результатов модели, их физическая интерпретация.

Получены результаты изменения концентрации диоксида серы и динамики выброса в атмосферу с течением времени, которые показывают зависимость данных параметров от скорости ветра (рисунки 4–8).

С распространением загрязняющего облака в заданной области действия источника (с учетом того, что рассматриваемый источник находится на высоте 100 м, в программе источник задается в следующем диапазоне через узловые точки:i = 50:62, j = 200:201) при скоростях ветра от 1 до 5 м/с, мы получаем концентрации диоксида серы в пределах значений от 0,001 до 0,1 кг/м³.

h – высота источника, м; х – длина рассматриваемой области; 1, 2, 3 – концентрации оксида азота 0,1, 0,01, 0,001 соответственно.

Рисунок 4 – Изменение концентрации оксида азота (u=1 м/с)

h – высота источника, м; х – длина рассматриваемой области; 1, 2, 3 – концентрации оксида азота 0,1, 0,01, 0,001 соответственно.

Рисунок 5 – Изменение концентрации оксида азота (u=2 м/с)

h – высота источника, м; х – длина рассматриваемой области; 1, 2, 3 – концентрации оксида азота 0,1, 0,01, 0,001 соответственно.

Рисунок 6 – Изменение концентрации оксида азота (u=3 м/с)

h – высота источника, м; х – длина рассматриваемой области; 1, 2, 3 – концентрации оксида азота 0,1, 0,01, 0,001 соответственно.

Рисунок 7 – Изменение концентрации оксида азота (u=4 м/с)

h – высота источника, м; х – длина рассматриваемой области; 1, 2, 3 – концентрации оксида азота 0,1, 0,01, 0,001 соответственно.

Рисунок 8 – Изменение концентрации оксида азота (u=5 м/с)

Полученные данные (рисунки 4–8) показали увеличение концентрации загрязняющего облака в рассматриваемой области с течением времени происходит рассеивание, а также его смещение по направлению профиля скорости ветра при ее увеличении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты показали, что предложенная модель и ее программная реализация позволяют проводить расчеты, достоверность которых подтверждается явлениями, происходящими в атмосфере. Дальнейшее уточнение и усложнение предложенной модели позволит реалистичнее отражать реальные процессы.

В результате решения задачи было получено численное изменение концентрации диоксида серы и динамика изменения загрязняющего облака в атмосфере с течением времени в заданной области в зависимости от скорости ветра при распространении примеси. Таким образом, полученные данные показывают увеличение концентрации загрязняющего облака в рассматриваемой области, а также его смещение по направлению профиля скорости ветра при его увеличении.

На основе имеющихся результатов возможно создание более полной и сложной модели выброса поллютантов в атмосферу и исследование не только распространения, но и трансформации загрязняющего облака.

В ходе работы мы рассмотрели теоретические аспекты загрязнения воздушной среды, осуществили физическую и математическую постановку задачи, составили программный код для двухмерной задачи на основе физической и математической постановок задач, в программе MATLAB осуществили численное решение задачи. В завершении, произвели оценку полученных данных.