Калиткин, Карпенко, Михайлов, Тишкин, Черненков - Математические модели природы и общества - 2005 (947500), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Например, на рис. 19 в параметр Т может принимать значения: .4 (левый нижний сектор), В (правый нижний сектор), С (правый верхний сектор) и Р (левый верхний сектор). Пусть уь(Т) — весовое значение величины Г в секторе Т частицы К (lс номер частицы) после моделирования не адвективных процессов, тогда общее весовое значение величины 7" для этой частицы составит после (и, + 1)-го шага по времени 48 Гл. й Создание систем мониторинги кичества воздухи 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 1000 500 Рис.
2! Шлейф при работе непрерывно действующего точечного источника при наличии 7-ьги домов различной формы и ориентации в случае поворота ветрового поля и рельефа, изображенных на рис 20. на 45 градусов !радацин серого передают величину концентрации юм 1000 г=. 800 600 400 200 ="!гт-.й 0 500 1000 1500 .т, и Рис. 22 Шлейф при работе непрерывно действующего площадного источника при наличии ?-ыи домов различной формы и ориентации Градации серого отражают величину концентрации 49 З1 4. Лрхитиктури пикета ф 4. Архитектура пакета Архитектура пакета представляет собой блочную конструкцию.
В блоке начальных данных «гепа!1пп.да!э задаются типы вычислительных схем, в зависилэости от которых изменяются лэетодика работы лшдели и некоторые коэффициенты в исходном уравнении переноса. Варьируя их, можно проследить влияние вычислительных схем, размера шага сетки и т.д. на корректность получаемых результатов. В блоке начальных данных «геп1ог.г!а!э задаются параметры сетки, некоторые коэффициенты в исходном уравнении переноса и граничные условия.
Варьируя их, ьиожно проследить влияние вычислительных схем на корректность получаемых результатов. Аналогично в блоке начальных данных «гепше!.г1а!э задаются лэетеопараметры: скорость ветра, количество метеостанций. температурные градиенты и т.д. В блоке начальных данных геддъш.да! задаются параметры, необходимые при использовании Р'эт'М-модели: критическое число Фруда и т.д. В блоке начальных данных гепцгЬап.ба! задаются параметры, необходимые при использовании ЫКВАХ-модели: координаты и высоты зданий.
В блоке начальных данных геп1оро.да! задается массив высот рельефа, который может быть необходимым при использовании Р%М- и БЫВАЯ-моделей. В блоке начальных данных ягещ.г!а!э задаются параметры источников. В блоке начальных данных эгеп!п!!.да!э задается распределение концентрации в начальный момент времени. Высоты рельефа отражаются массивами чисел размера доцЫе в серединах ячеек.
Порядок заполнения указан на рис. Р23Ь Рис 23 Порядок заполнения л|ассива в файле, описываюшеэ1 рельеф Обработка результатов из файлов производится любыми имеющимися средствами визуализации. Последовательность действий при работе с пакетоьп 1. Заполнить файлы данных «геп!ог.ба!э, эгепгпе!.да!э, «гедцгЬап.ба!э, «гепа1!пп.да!э, «гещ.г1а!э, ягеп!и!!.ба!э. 2. Запустить ро11.ехе.
50 Гл. 1 Создание сиспем мониторинга качества аазсуха 3. Обоаботать результаты — файлы и"'.с)а!гн Модель Т1МЕЗ имеет ограниченную область применимости по минимальному расстоянию от источника !О ячеек сетки, тогда как максимальное расстояние от источника — не ограничено. ф 5. Исполнительные модули для интегрированной информационной системы С целью повышения оперативности информирования высших органов власти о чрезвычайных ситуациях (ЧС) и их развитии была создана интегрированная информационная система моделирования. Она дает возможность прогнозировать последствия ЧС и экологических бедствий. В эту систему вошли несколько исполнительных модулей на базе пакета эТ!МЕ5гн Моделирование д.тя высокоскоростных оперативных расчетов осуществляется по аналитической формуле при упрощающих допущениях, приводимых выше в (2).
5.1. Программный комплекс «Атмосфера города». Программный комплекс «Атмосфера гарадаи предназначен для прогноза распространения загрязнителей в атмосфере города н в масштабах произвольного региона на электронных географических картах при чрезвычайных ситуациях (ЧС). Он обеспечивает ввод исходных данных в расчетный модуль «Т!МЕЗь н расчет и визуализацию полученных данных в виде виртуальной картины развития ситуации. «Атмосфера города» создан средствами: %п1с)овгз 95 ОЗК2 и выше; ВРЕ версии 5,00 и выше, Вот!апс) Сн — 'г Вш!оег 4 и Вонапд Ре!р)й 5. Для обеспечения функционирования Модели необходимы следующие технические средства: — центральный процессор с тактовой частотой больше 233 МГц, объем оперативной памяти болыпе 24 Мб; .. объел~ дисковой памяти не менее 1 Гб.
Исполнительный модуль может функпионировать в двух режимах: в работе общей систелгы и в автономнол1 режиме. В качестве исполнительного модуля системы модуль эАтмосфера города» обеспечивает принятие управления нз подсистемы. формирует расчетное задание и осуществляет динаьиическую настройку параметров модели на входные данные. Значения коэффициента горизонтальной диффузии вычисляются по формуле К =. аеэ швх(0,5, ~тн~) й, где ае — угол горизонтальной флуктуации направления ветра в радианах, ти — скорость ветра в ьцс, Н вЂ” высота слоя перемешнвання в м, зависящая от атмосферной стабильности, и — некоторый эмпирический коэффицяент (и = 0,01).
Оператор задает класс атмосферной стабильности в виде индекса, руководствуясь Таблицей 8. э" 5. Исполнимельные модули для интегрироеонной информоционнои 51 Т а б л и ц а 8. Классификатор атмосферной стабильности Степень устойчивости Погода Сильно неустойчивая 2000 м Солнечно в тепло Средне неустойчивая 1500 м В Умеренно неустойчивая Переменная облачность 1000 м Облачный день или ночь 750 м Нейтральная Умеренно устойчивая 300 и Средне устойчивая 250 м ясная ночь Сильно устойчивая 250 м Значения коэффициента вертикальной турбулентности на произвольной высоте " вычисляются по следующим эмпирическим формулам: :К-®,= < 6 К~1 6 ь П ь ь г К,(6),э ) 6, где 6 -- высота приземного слоя, Кь(1ь) — значение коэффициента вертикальной турбулентности на некоторой высоте 6.
В табл. 9 приведены значения этих величин в зависимости от класса устойчивости атмосферы. Т а б л и ц а 9. Параметры для вычисления коэффициента вертикальной турбулентной диффузии Класс атмосферной стабильности Соответствующий индекс в программе Очень солнечная летняя погода Переменная облачность ночью ясная холодная ночь, ветер слабый Высота слоя перемешивания Н, м Гл. й Создание систем мониторинги ничества воздухи. Таблица !О.
Настройки входных параметров модели Единица измерения Параметр Размер обласги по Х Размер области по У шаг сетки по Х шаг сетки по 1» км Количество слоев расчета шаг по времени шт номер из табл. 8 класс атм, стабильности Скооость ветра мус направление ветра !азимут) кол-во выброшенного вещества градусы тонны номер из табл. 1! газ точность расмета Было проведено тестирование разработанного программного комплекса. Исходные данные для расчета: размеры области — 90 х 90 км шаг сетки — 2 х 2 км; время наблюдения за распространением токсичного газа -- 2 ч; Пользователь задает мощность точечного источника.
Точечный источник всегда располагается в центре расчетной области. Пользователь задает величину скорости и азимут направления ветра. Азимут 0' соответствует направлению с юга на север, 90' с запада на восток, 180" с севера на юг, 270' с востока на запад. Информация о рельефе местности сообщается в двух одноименных файлах с расширением»дЫ» и»ше!» Последовательность действий при работе с подсистемой: 1. Подготовить файлы с данными о рельефе. 2. Запустить программу. 3.
Выбрать исполнительный модуль. 4. Выбрать в меню пункт»Вызов модели». 5. Задать входные данные в таблице в единицах, указанных в управляющем модуле. Имена файлов с рельефом и выходного файла задаются с полным путем, но без расширения. б. Запустить на счет нажатием кнопки «Расчет». Ждать появления изображения на электронной географической карте. В табл. 10 приведены входные параметры модели. у 5.
Исоолниглельные модули Олл иатегрировиннои инфорладионноа 53 щаг по времени — 3 мин; количество выброшенного вещества 50 т; класс атмосферной стабильности — С; скорость ветра — 4 и/с, азимут ветра — 50'. На рис. 24 приведен пример расчета с помощью модели «Атмосфера города». Рис. 24. Пример иллюстрации резул~татов расчета в системе ПАС 5.2. Модель оценки опасности образования и распространения взрывоопасных смесей (модель ВОС). Модель ВОС предназначена для описания распределения в пространстве облака взрывоопасных смесей веществ с воздухом при аварийных выбросах в атмосферу.
Она представляет собой комплекс программ, обеспечивающий ввод исходных данных в расчетный модуль, расчет и визуализацию полученных данных в виде виртуальной картины развития ситуации. Целью разработки является создание средств для информационной поддержки пользователей при подготовке чрезвычайных мероприятий по ликвидации последствий аварий, а также при проведении профилактических мер по снижению ущерба в случае возможной аварии. Гл. б Создание систвм мониторинги канвства воздуха Изделие ВОС создано средствами: %!г1долнз 95 05К2 и вьпце; ВПЕ версии 5,00 и выше, Вот)апг! С++ ВшЫег 4 и Вот)апб л)е)рй! 5.
Для обеспечения функционирования Модели необходимы следующие технические средства: — центральный процессор с тактовой частотой больше 233 МГц, объем оперативной памяти больше 24 Мб; — объем дисковой памяти не менее ! Гб. Модель ВОС может функционировать в двух режимах: в работе общей системы и в автономном режиме. Программный комплекс предоставляет пользователям возможность: — - прогноза образования облака взрывоопасных и токсичных смесей веществ в атмосфере от мгновенных выбросов опасных промышленных ооъектов; — получения прогностических карт образования в воздушной среде взрывоопасных и токсичных смесей веществ.
В соответствии со своим назначением модель реализует следуюцтие функции: обеспечивает расчетные и игровые варианты моделирования; — обеспечивает представление расчетной информации пользователям в графической форме. В состав подсистемы моделирования входят: -- исполнительный программный модуль для расчета зоны образования взрывоопасных смесей веществ с воздухом по данным о конкретных ЧС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
