|
АТМОСФЕРАДА ЗАРАРЛИ МОДДАЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШ
ЖАРАЁНИНИ МАТЕМАТИК МОДЕЛИ ВА НАТИЖАЛАРНИ
ВИЗУАЛАШТИРИШ
Д.К.Шарипов (доцент, Муҳаммад ал-Хоразмий номидаги ТАТУ)
Н.Ф.Эшбоева (магистрант, Муҳаммад ал-Хоразмий номидаги ТАТУ)
Дунёда атмосферани заҳарли заррачалар билан ифлосланиши ва мазкур
худудлардаги экологик вазиятларни замонавий ахборот технологиялари ва
математик моделлаштириш усуллари асосида мониторинг қилиш ва
башоратлар тизимини яратиш бўйича қатор, жумладан қуйидаги устувор
йўналишларда тадқиқотлар олиб борилмоқда: заҳарли заррачалар, иқлимий
омиллар ва уларга таъсир қилувчи тўлқинларнинг физик-механик хусусият-
ларини ҳисобга олган ҳолда атмосферада зарарли моддаларни тарқалиши
жараёнини таҳлил қилиш ва башоратлаш учун математик моделлар яратиш;
кўрилаётган ҳудудларда атмосферада заҳарли моддалар тарқалишининг энг
охирги мумкин бўлган концентрацияни тасвирлайдиган боғланган масала
учун математик модел ишлаб чиқиш; кўрилаётган минтақада атмосферада
заҳарли моддалар тарқалишининг, уларнинг энг охирги мумкин бўлган
концентрациясини ҳисобга олган ҳолда тўғри ва боғланган масалаларини
ечиш
учун
самарали
ҳисоблаш
алгоритмларини
ишлаб
чиқиш;
компьютерларда ҳисоблаш экспериментларни ўтказиш учун дастурий
таъминот ишлаб чиқиш. Шу жараёнга умумий тарзда таъсир қилувчи ташқи
ва ички тўлқинларни ҳисобга олган ҳолда аэрозолли чиқиндиларнинг
атмосферада тарқалиши жараёнини прогнозлаш ва тадқиқ қилиш учун кўчиш
ва диффузия тенгламасини тасвирлайдиган зарарли моддалар тарқалишининг
математик модели ишлаб чиқилган:
2
2
2
2
( , , , )
( , , , )
( , , , )
( , , , )
( , , , )
( , , , )
( , , , )
( , , , )
( )
( , , ) ( , , , )
g
d
x y z t
x y z t
x y z t
x y z t
u
v
w w
t
x
y
z
x y z t
x y z t
x y z t
k
x
y
x y z t
k z
x y z P x y z t
z
z
(1)
453
бошланғич ва чегаравий шартлари билан:
)
,
,
(
)
0
,
,
,
(
0
z
y
x
z
y
x
,
(2)
0
)
,
,
,
(
)
,
,
,
(
,
0
,
0
b
y
y
a
x
x
t
z
y
x
t
z
y
x
,
(3)
,
0
,
)
,
,
,
(
)
,
(
)
,
,
,
(
)
(
z
t
z
y
x
y
x
z
t
z
y
x
z
k
(4)
( , , , )
( )
0 ,
x y z t
k z
z
H
z
.
(5)
(1)-(5) масалалари
(0
, 0
, 0
,
0)
D
x
a
y
b
z
H t
соҳасида ечилади.
Бу ерда
)
,
,
,
(
t
z
y
x
- тарқалаётган модданинг концентрацияси;
t
- вақт;
z
y
x
,
,
- координаталар;
w
u
,
,
- x,y,z йўналишларига мос ҳолда шамол
тезликлари;
g
w
- зарранинг иниши тезлиги;
k
- турбулент аралашиш
коэффициенти;
d
k
- диффузия коэффициенти;
- ютилиш коэффициенти;
- ер юзаси билан ўзаро таъсир коэффициенти;
)
,
,
,
(
t
z
y
x
P
- манбалар қуввати.
Ер сатҳи ва атмосфера ўртасидаги аэрозоль концентрациялари алмашинув-
лари (4) шарти билан амалга ошади. Аэрозолли чиқиндилар манбаси вақт ва
фазовий координаталарга боғлиқ.
Атмосферада
зарарли
моддаларнинг
тарқалиш
жараёнинг
визуалаштириш учун дастурни ишлаб чиқиш дастурий таъминот яратишнинг
замонавий технологияларидан фойдаланиб амалга оширилган, бир-бирини
тўлдирувчи қатор дастурий воситаларни ўз ичига олган. «EcoMonitoring ver.
3.D» дастур жараёнга таъсир этувчи иқлимий маълумотлар, ҳудуд
орографияси, ернинг юза қатлами характеристикалари ва умумий жараёнга
таъсир қилувчи бошқа ўзгаришларга боғлиқ равишда атмосферада
аэрозолларнинг динамик тарқалишини кузатиб бориш имконини беради.
У C++ дастурлаш тилининг Embarcadero Rad Studio муҳитида яратилган.
Ифлослантирувчиларнинг саноат ҳудудларидаги концентрацияларини тадқиқ
этиш, баҳолаш ва башоратлаш учун яратилган дастур республиканинг саноат
ҳудудлари атмосферасида ва ер сатҳида зарарли моддалар миқдорини
башоратлаш ва аниқлашга йўналтирилган. Ушбу дастур C++ дастурлаш
тилининг Embarcadero Rad Studio муҳитида яратилган ва ҳисоб ишлари олиб
боришдан ташқари у натижаларни визуаллаштириши ва таҳлил қилиш учун
ташқи иловаларга, жумладан MS Excelга узатиши мумкин.
1-расм. Дастлабки маълумотларни киритиш интерфейс ойнаси ва натижаларни 2 қатлам ва
вертикал куринишда визуаллаштириш
454
Сонли тажриба ўтказишда параметрлар сифатида диффузия коэффи-
циенти, ҳисоблашнинг охирги вақти ва вақт интервали, ечим соҳасининг
ўлчамлари, манбаалар сони ва улар эмиссиясининг катталиги қийматлари
киритилади (1-расм).
Ишлаб чиқилган дастур саноат ҳудудларида ва экологик ҳолати ёмон
территорияларнинг экологик ҳолатни кузатиш ва башоратлаш, шунингдек
янги лойиҳаланаётган саноат объектларини оптимал жойлаштириш бўйича
қарор қабул қилиш амалиётига қўлланилиши мумкин. «EcoMonitoring ver.
3.D» дастури зарарли моддаларнинг атмосферада тарқалишининг тўғридан-
тўғри муаммоси бўйича компютерда ҳисоб тажриба ўтказиш ва бошқарув
қарорларини қабул қилиш учун фойдаланиш мумкин.
Аэрозолли заррачаларнинг максимал ютилиши вақти куннинг тонг ва
кечки пайтига тўғри келади. Саноат объектлардан зарарли модаларнинг
тўхтовсиз чиқиши атмосферадаги концентрациянинг ўзгариши айнан ютили-
ши коэффициенти туфайли вужудга келади.
Кўрилаётган минтақада янги саноат объектларининг оптимал жойлаш-
тирлиши масаласини ечиш учун математик модель ва атмосферада аэрозолли
чиқиндиларнинг диффузияси ва кўчишининг акс ва боғланган масаласи
сонли алгоритми ишлаб чиқилган ва уларнинг икки тарафламалилиги исбот-
ланган.
Ўтказилган ҳисоблаш тажрибалари орқали атмосферада аэрозолли
чиқиндиларнинг диффузияси ва кўчишининг тўғри ва боғланган масаласи-
нинг ишлаб чиқилган сонли алгоритми барқарорлиги исботланган.
Фойданилган адабиётлар
1. Berlyand M E 1991 Prediction and Regulation of Air Pollution (Dordrecht: Springer) p 312
2. Sharipov D, Muradov F and Akhmedov D 2019 Applied Mathematics E-Notes 19 575
3. Ravshanov N and Akhmedov D 2020 Air Quality Dispersion Modeling in Spherical
Coordinates Techno-Societal 2018 vol 2 ed P Pawar et al (Cham: Springer) pp 149-156
4.РД 52.04.666-2005. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам : Вып.
10 Инспекция гидрометеорологических станций и постов. Ч.1 Инспекция
метеорологических наблюдений на станциях.Введ.2006-07-01. – СПб.:Гидрометеоиздат,
2005. – 127 с.
5.Ахмедов Д.Д. Исследование процесса распространения вредных примесей в
атмосфере с учетом влияния типов наземного покрова на характеристики ветра //
Проблемы вычислительной и прикладной математики. – 2020. – №3(27). – С. 154-167.
Do'stlaringiz bilan baham: |
