Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Математичне моделювання переносу забруднень між двома водними басейнами

Предмет: 
Тип роботи: 
Магістерська робота
К-сть сторінок: 
92
Мова: 
Українська
Ціна: 
3200 грн.
Оцінка: 

ЗМІСТ

Завдання на кваліфікаційну роботу
Реферат
Перелік умовних скорочень
ВСТУП 
1. Математичні моделі процесів переносу забруднень в грунтах
1.1. Огляд наукової літератури з математичного моделювання процесів переносу забруднень в грунтових масивах
1.2. Експериментальні дослідження параметрів фільтрації і масопереносу в грунтових масивах
1.3. Фізичні закони, що описують процеси перенесення забруднень у грунтах
1.4. Вихідні диференціальні рівняння та залежності
1.5. Початкові та граничні умови
1.6. Постановки крайових задач процесу переносу забруднень в грунтових масивах
2. Математичне моделювання задачі перенесення забруднень між двома водними басейнами
2.1. Постановка задачі
2.2. Математична модель задачі
2.2.1. Математична модель у фізичній площині (x,y)
2.2.2. Запис математичної моделі у змінних (φ,ψ)
2.3. Обчислювальний алгоритм розв’язку задачі
2.3.1. Алгоритм побудови чисельного конформного відображення
2.3.2. Алгоритм розв’язку задачі масопереносу
3. Чисельне моделювання задачі перенесення забруднень між двома водними басейнами
3.1. Програмна реалізація алгоритму
3.2. Результати чисельних експериментів
3.3. Аналіз отриманих результатів
4. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1. Організація і управління охороною праці
4.2. Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин
4.3 Пожежна безпека
4.4. Безпека в надзвичайних ситуаціях
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТКИ

 

Вступ: 

Актуальність теми дослідження. Сучасне виробництво продукції характеризується зростанням масштабів випуску, розмежовуванням технологічних і виробничих функцій, ускладненням технологічних об'єктів (для підвищення якості продукції) і зв'язків між ними, зростанням числа функцій управління і питомої ваги вартості систем управління в загальних капітальних витратах на устаткування.

Зростання потреби як в кількісних, так і в якісних показниках виробництва, з одного боку, і виникнення нових технологічних процесів і можливості їхнього здійснення, з другого боку, приводять до значних ускладнень як самих технологічних об'єктів, так і зв'язків між ними, і численними додатковими функціональними пристроями, покликаними забезпечити якнайкраще в якомусь сенсі функціонування цих об'єктів.

Поява нових технологічних процесів, їхня інтенсифікація є результатом науково-технічного прогресу не тільки в даній конкретній області, але пов'язані з комплексними досягненнями в різних областях науки і техніки. Нові технологічні об'єкти, наприклад, в нафтохімії створюються на основі знайдених нових закономірностей отримання продукту і вимагають застосування нових конструкційних матеріалів, методів їхньої обробки, зварки, збірки, транспортування, нових видів реактивів, каталізаторів і т.д.

Виникнення нових і інтенсифікація існуючих ТП відбувається безперервно, і швидкість цих процесів може служити одній з характеристик технічного прогресу.

Технологічні процеси представляють собою первинну ланку створення матеріальних цінностей, вони забезпечують виробництво необхідною для існування суспільства продукції.

З метою очищення радіоактивно забруднених родючих грунтів досить ефективним є застосування фільтрів та дрен-вловлювачів, наповнених деяким сорбуючим матеріалом, наприклад, вермикулітом. Надалі допускається, що процес переносу відбувається внаслідок молекулярної та конвективної дифузії в процесі фільтрації підземних вод. А отже, рівняннями, що описують перенесення забруднень служать рівняння масопереносу розчинених в фільтраційному потоці речовин. 

Основними «рушійними силами», які призводять до переносу забруднень у грунті, є: конвективне перенесення (фільтрація атмосферних опадів вглиб грунту, капілярний потік вологи до поверхні грунту, який викликаний випаровуванням, термоперенесення вологи під дією градієнта температури), дифузія вільних та адсорбованих іонів, перенесення забрудненькореневими системами рослин, перенесення забрудненьколоїдними частками(лессиваж), риюча діяльність тварин та господарська діяльність людини.

Перераховані фактори не є рівнозначними, оскільки інтенсивність та тривалість їх дії різні та залежать від конкретних умов.

Найбільш вагомими факторами, що впливають на інтенсивність переносу забруднень в грунтах (які не обробляються людиною) є конвективне перенесення та дифузія. Кореневе перенесення забрудненьзалежить значною мірою від глибини кореневмісного шару та густоти коріння. Крім того коренева міграція значною мірою залежить від фізико-хімічних форм забруднень.

Дощові черв'яки та інша грунтова фауна також сприяють переносу забруднень у грунті, як завдяки механічним, так і біологічними шляхам, перемішуючи грунт та/або включаючи забруднення в тканини свого організму.

Перенесення забруднень у грунтах вкритих лісом має свою специфіку, яка полягає в тому, що в лісі існує лісові підстилка. Цей компонент є потужним буфером на шляху розповсюдження забруднень.

Дослідження, які проводяться вже більше 25 років, засвідчують велику здатність лісової підстилки до акумуляції та утримання забруднень. Тривале утримання забруднень лісовою підстилкою пояснюється наявністю декількох шарів підстилки, які досить повільно розкладаються. Термін розкладу лісової підстилки може становити багато років, що сприяє тривалій (5-10 років) ізоляції забруднень від мінеральної частини грунту.

Все це потребує створення державної системи екологічної безпеки, що гарантувала би захист громадян та природи України від негативного впливу антропогенних чи техногенних чинників. При цьому забезпечення стійкого безпечного розвитку, особливо в умовах існування ризиків природних, техногенних та природно – техногенних катастроф і стихійних лих, має спиратися на фундаментальні знання причин і чинників їхнього можливого виникнення.

Великої уваги заслуговують питання розробки, дослідження та впровадження методів математичного моделювання для розв’язання задач, що моделюють процеси адсорбції радіонуклідів та інших хімічних забрудників в грунтових середовищах з метою прийняття оптимальних технічних рішень.

Подібні розрахунки виникають в задачах міграції забруднень, при прогнозі гідрохімічного режиму грунтів та при оцінці родючого шару грунту.

Тому на даний момент багато науковців звертаються до питань забруднення грунтових масивів, розробляють схеми та моделі їх утилізації.

Для розв’язання такого класу задач зручно користуватися математичними моделями, оскільки моделювання дозволяє отримати попереднє пояснення і прогноз поведінки екосистем в умовах, коли теоретичний рівень дослідження в тенденціях розвитку природоохоронного середовища є недостатньо точним або ймовірнісно невизначеним .

Моделювання дуже широко використовується в різноманітних галузях науки, техніки, виробництва і є однією з характерних особливостей пізнання об'єктивної дійсності. Моделювання пов'язане з процесом створення моделей і роботою з ними. Основний зміст моделювання полягає в тому, щоб за результатами дослідів з моделями можна було дістати відповідь про характер ефектів, які пов'язані з досліджуваним об'єктом.

Зокрема, давно відома ефективність даного методу щодо розв’язання крайових задач для рівнянь математичної фізики, які є математичними моделями різних реальних фізичних процесів. Однією із вимог до математичних моделей є їх адекватність щодо досліджуваних процесів або явищ. Збільшення адекватності математичної моделі призводить до її ускладнення. Одним із факторів, що впливає на ускладнення ММ є нелінійність розглядуваних природних процесів. Наприклад, коефіцієнти фільтрації, дифузії та теплопровідності грунту залежать від тиску, концентрації солей в поровій воді та температури грунтового середовища.

Структура роботи. Кваліфікаційна робота складається з трьох розділів. В першому розділі розглядаються математичні моделі процесів переносу забруднень в грунтових масивах. Другий розділ містить розв’язок задачі переносу забруднень між двома водними басейнами. У третьому розділі розглядається чисельне моделювання задачі перенесення забруднень між двома водними басейнами.В четвертому розділі наводяться основні питання з охорони праці. Зроблені загальні висновки до кваліфікаційної роботи, поданий список використаних літературних джерел.

Кваліфікаційна робота актуальна в даний час. Метод, використаний у роботі, а саме метод скінченних різниць, дає дотатньо точний результат. Це дозволяє використовувати розроблене програмне забезпечення на практиці і дає змогу прогнозувати розподіл забруднення по області фільтрації при заданих вхідних даних і робити відповідні висновки. 

Практичне значення роботи полягає в можливості визначення закономірностей поведінки забруднень та шкідливих речовин в грунті і рослинах, в прогнозуванні їх поширення при певних ситуаціях (наприклад, викид забруднень на АЕС) та попередження шкідливого впливу на навколишнє середовище в подальшому.

 

Список використаних джерел: 
  1. Вериги Н.Н. Шержуков Б.С. Диффузия и масообмен при фильтрации жидкостей в пористых средах. // Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (1917 – 1967). – М.: Наука, 1969. – с.237-313.
  2. Власюк А.П., Михальчук В.Г. Автоматическое построение конформных и квазиконформных отображений четырехугольных областей с помощью разностных сеток с «плавающими узлами»: препр. /АН УССР. Ин-т математики; 89.79. – К.: 1989 г. – 55 с.
  3. Власюк А.П. Математичне моделювання процесів масопереносу в областях з криволінійними фіксованими границями // Вісник Української державної академії водного господарства. Збірник наукових праць. Випуск 1. Част. 1. – Рівне. – 1998. – С.203-207.
  4. Власюк А.П., Жеребятьев О.В. Фільтраційна консолідація глинистих грунтів при наявності масопереносу солей // Вісник Української державної академії водного господарства. - 1998.-С.40-43.
  5. Власюк А.П. Про деякі нові математичні моделі підземної гідромеханіки // Вісник РДТУ, Рівне. – вип. 3(5).Ч.2.-2000.-С.57-62.
  6. Власюк А.П., Остапчук О.П. Числове дослідження задачі масопереносу сольових розчинів у грунтових масивах з врахуванням осмосу // Тез. Міжнар. наук.-техн. конф. «Проблеми математичного моделювання сучасних технологій». - Тези доповідей, Хмельницький, 2002.- С.24.
  7. Власюк А. П., Остапчук О.П. Числове моделювання переносу сольових розчинів в основах гідротехнічних об'єктів.// Тез. Міжнар. Школи-семінар «Прогнозування та прийняття рішень в умовах невизначеності». – Тези доповідей, Тернопіль, 2004. – С. 217.
  8. Власюк А. П., Мартинюк П. М. Математичне моделювання консолідації грунтів в процесі фільтрації сольових розчинів: Монографія. – Рівне: В-цтво УДУВГП, 2004. – 211 с.
  9. Эндрюс Дж., Мак - Лаун Р. Математическое моделирование (Пер. с англ. под ред. Ю.П. Гупало): М.: Мир, 1979.- 277с.
  10. Закон України «Про охорону праці». / Законодавство України про охорону праці , т.1. – К. – 1995. – 558 с.
  11. Лаврик В.И. О двух краевых задачах неустановившейся конвективной диффузии в случае фильтрации грунтовых вод со свободной поверхностью //Укр.мат. журнал.-1976 р.-28, №5.-С.667-681.
  12. Лаврик В.И., Фильчакова В.П., Яшин А.А. Конформные отображения физико - топологических моделей. – К.: Наук. думка, 1990 р. 376 с.
  13. Лаврик П.К.Методи математичного моделювання в екології.–К.:2002 р.
  14. Ляшко И.И., Демченко Л.И., Мистецкий Г.Е. Численное решение задач тепло- и массопереноса в пористых средах.–К.: Наук.думка,1991р.–262 с.
  15. Ляшко С.И. Оптимизация и математическое моделирование массопереноса подземных вод. – К.: Наук. думка, 1998. – 256 с. 
  16. Ляшко С.И. Математическое моделирование подземного масопереноса.- К.: Наук. думка, 2003. 
  17. Методы прогноза солевого режима грунтов и грунтовых вод. /Под ред. Н.Н. Веригина. – М.: Колос, 1979 г., 336 с.
  18. Мельников Н.И. Пестициды и окружающая среда//Агрохимия, 1990г.,№ 2.
  19. Михальчук В.Г., Власюк А.П. О применении конформных и квазиконформных отображений для решения краевых задач на ЭВМ. – К.: 1988 г. – 36 с. – Деп. в УкрНИИНТИ 25.10.88, №2730.
  20. Охорона праці: Навчальний посібник: Я. І. Бедрій, В. С. Джигирей, А. І. Кидасюк, П. І. Огринський, С. І. Дембіцький, В. М. Єнкало, М. І. Шевченко. — Львів: ПТВФ «Афіша», 1999. – 258 с.
  21. Петрова Т.А., Галактионова Н.А. Математическое моделирование в экологии. М.: МНЕПУ, 1997 г.
  22. Политов В.Ю., Соколов Л.В., Симонова К.И., Филимонцев Г.А., Чернов В.В., Шестаков А.А. Двумерная методика численного решения системы уравнений, описывающих распространение загрязнения в пористой среде. Препринт №104, РФЯЦ-ВНИИТФ, Снежинск, 1996.
  23. Про працю: Закон України.– К.: 1994 р.
  24. Про пожежну безпеку: Закон України.– К.: 1993 р.
  25. Самарский А.А.Теория разностных схем.-3-е изд.-М.:Наука,1989.–616 с.
  26. Самарский А.А. и др. Методы описания и исследования сложных систем.-М.:Наука, 1989.-265с.
  27. Самарский А.А., Калитки Н.Н. Математическое моделирование свойства вещества. //Сб. ст. АН СССР, отделение прикл. мат. им. М.В. Келдыша. М.: Наука, 1989 – 285с. 
  28. Сергеев Е.М., Голодковская Г.А., Зиангиров Р.С., Осипов В.И., Трофимов В.Т. Грунтоведение. – Изд-во Моск. Ун-та, 1973. – 387 с.
  29. Сергиенко И.В., Скопецкий В.В., Дейнека В.С. Математическое моделирование и исследование процессов в неоднородных средах. -Киев: Наук. думка, 1991 г. -432 с.
  30. СНиП II - 4 – 79/85 Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат. – 1980. – 110 с.
  31. СНиП 2.01.02 – 85. Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат. 1985. – 16 с.
  32. Соботович Э.В. Радио-геохимия в зоне влияния Чернобыльской АЭС.//АН Украины. К.:Наук. думка, 1992-146с.
  33. Физико-математические основы фильтрации воды. – М.: Мир, 1971.
12165
Терміново зв’язатися з консультантом:  
  Студентська консультація (066) 185-39-18      Вконтакте Студентська консультація
 або телефонуйте: 066-185-39-18, 093-202-63-01 (цілодобово).