Air pollution simulation near piles having comprehensive form

Рассмотрен метод оценки уровня загрязнения воздушной среды возле отвалов, имеющих сложную геометрическую форму. Метод базируется на численном моделировании процесса рассеивания пылевого загрязнения в атмосферном воздухе. Решение задачи по оценке уровня загрязнения воздушной среды основывается на решении задач аэродинамики и массопереноса. Для решения задачи аэродинамики используется модель потенциального течения. Для моде- лирования переноса пылевого загрязнения в воздушной среде используется уравнение массо- переноса Г. И. Марчука. Представлены результаты вычислительного эксперимента.Розглянуто метод оцінки рівня забруднення повітряного середовища біля відвалів, що мають складну геометричну форму. Метод базується на чисельному моделюванні процесу розсіювання пилового забруднення в атмосферному повітрі. Рішення задачі по оцінці рівня забруднення повітряного середовища ґрунтується на рішенні задач аеродинаміки і масопереносу. Для вирішення задачі аеродинаміки використовується модель потенційної течії. Для моделювання переносу пилового забруднення в повітряному середовищі використовується рівняння масопереносу Г. І. Марчука. Представлені результати обчислювального експерименту.The purpose of the study is development of quick computing numerical model to calculate the air pollution near piles of mine wastes

INVESTIGATION OF ADMIXTURE SEDIMENTATION IN THE HORIZONTAL SETTLER

Purpose.Sedimentation by gravity is the most common and extensively applied treatment process for the removal of solids from water and wastewater and it has been used for over one hundred years. Sedimentation tanks are one of the major parts of a treatment plant especially in purification of turbid flows. Horizontal settlers are mainly used for purification of high quantity of water. In these tanks, the low speed turbid water will flow through the length of the tank and suspended particle have enough time to settle. Finding new and useful methods for calculating and increasing hydraulic efficiency of horizontal settlers is the objective of many theoretical, experimental and numerical studies.But currently used models and methods in Ukraine do not allow taking into account geometrical form and various design features. In this paper the numerical model was developed to evaluate the effectiveness of horizontal settler with modified structure. Methodology. Numerical model is based on: 1) equation of viscous fluid dynamics; 2) mass transfer equation. For numerical simulation the finite difference schemes are used. The numerical calculation is carried out on a rectangular grid. For the formation of the computational domain markers are used. Findings.The model allows obtaining the purification process in the settler with different form and different configuration of baffles. Originality. A new approach to investigate the mass transfer process in horizontal settler was proposed. This approach is based on the developed CFD model. The fluid dynamics model was used for the numerical investigation of flows and waste waters purification. To investigate influence of baffles on settler efficiency physical experiment was carried out. Practical value.The developed model has more capacity than the existing models in Ukraine. The developed model allows computing quickly the efficiency of water purification in settlers. The model is not computationally expensive. Calculation time of one variant of the problem takes few minutes

ДОСЛІДЖЕННЯ ОСАДЖЕННЯ ДОМІШОК У ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ ВІДСТІЙНИКУ

Purpose.Sedimentation by gravity is the most common and extensively applied treatment process for the removal of solids from water and wastewater and it has been used for over one hundred years. Sedimentation tanks are one of the major parts of a treatment plant especially in purification of turbid flows. Horizontal settlers are mainly used for purification of high quantity of water. In these tanks, the low speed turbid water will flow through the length of the tank and suspended particle have enough time to settle. Finding new and useful methods for calculating and increasing hydraulic efficiency of horizontal settlers is the objective of many theoretical, experimental and numerical studies.But currently used models and methods in Ukraine do not allow taking into account geometrical form and various design features. In this paper the numerical model was developed to evaluate the effectiveness of horizontal settler with modified structure. Methodology. Numerical model is based on: 1) equation of viscous fluid dynamics; 2) mass transfer equation. For numerical simulation the finite difference schemes are used. The numerical calculation is carried out on a rectangular grid. For the formation of the computational domain markers are used. Findings.The model allows obtaining the purification process in the settler with different form and different configuration of baffles. Originality. A new approach to investigate the mass transfer process in horizontal settler was proposed. This approach is based on the developed CFD model. The fluid dynamics model was used for the numerical investigation of flows and waste waters purification. To investigate influence of baffles on settler efficiency physical experiment was carried out. Practical value.The developed model has more capacity than the existing models in Ukraine. The developed model allows computing quickly the efficiency of water purification in settlers. The model is not computationally expensive. Calculation time of one variant of the problem takes few minutes.Цель. Осаждение примеси является наиболее простым и широкоиспользуемым методом механической очистки природных или сточных вод. Этот процесс реализуется, в частности, в горизонтальных отстойниках, которые являются одним из важнейших элементов в технологической схеме очистки воды. Их использование связано с пропуском достаточно большого количества воды. В этих сооружениях очищаемая вода движется с небольшой скоростью, что позволяет примесям осесть. Поиск новых методов для расчета горизонтальных отстойников и повышения эффективности их работы является целью многих теоретических, экспериментальных и численных исследований. Но модели и методики, которые сейчас используются для решения поставленной задачи, не позволяют учесть форму отстойника и различные конструктивные особенности. Целью работы является построение численной модели для оценки эффективности горизонтального отстойника с вертикальными пластинами и проведение эксперимента для визуализации процесса осаждения примесей в горизонтальном отстойнике с набором пластин. Методика. В основу модели положено: 1) вихревое движение реальной жидкости (уравнения Навье-Стокса); 2) уравнение массопереноса. Для численного моделирования моделирующих уравнений используются разностные схемы. Численный расчет осуществляется на прямоугольной разностной сетке. Для формирования вида расчетной области и выделения ее особенностей применяется метод маркирования. Результаты. Разработанная численная модель позволяет рассчитать процесс осветления воды в горизонтальных отстойниках различной формы и с различными конфигурациями пластин. Научная новизна. Автором представлен новый подход в исследовании и расчете работы горизонтальных отстойников различной конфигурации. Данный подход основывается на численном интегрировании уравнений движения жидкости и массопереноса примесей. Практическая ценность. Разработанная численная модель расчета работы горизонтальных отстойников предъявляет небольшие требования к мощности компьютерной техники. Время расчета одного варианта задачи составляет несколько минут.Мета. Осадження домішок є найбільш простим та широковживаним методом механічної очистки природних або стічних вод. Цей процес реалізується, зокрема, в горизонтальних відстійниках, які є одним із найважливіших елементів у технологічній схемі очищення води. Їх застосування пов'язано з можливістю пропуску досить великих обсягів води. В цих спорудах вода, що очищується, рухається з невеликою швидкістю, що дозволяє домішці осісти. Пошук нових методів для розрахунку горизонтальних відстійників та підвищення їх ефективності є метою багатьох теоретичних, експериментальних та чисельних досліджень. Проте моделі та методики, які в даний час використовуються для розв’язання поставленої задачі, не дозволяють врахувати форму відстійника і різні конструктивні особливості. Метою роботи є побудова чисельної моделі для оцінки ефективності горизонтального відстійника з вертикальними пластинами і проведення експерименту для візуалізації процесу осадження домішки в горизонтальному відстійнику з набором пластин. Методика. Основою моделі є: 1) вихровий рух реальної рідини (рівняння Нав'є-Стокса); 2) рівняння масопереносу. Для чисельного розв’язку рівнянь використовуються різницеві схеми. Чисельний розрахунок здійснюється на прямокутній різницевій сітці. Для формування виду розрахункової області і виділення її особливостей застосовується метод маркування. Результати. Розроблена чисельна модель дозволяє розрахувати процес освітлення води в горизонтальних відстійниках різної форми і з різними конфігураціями пластин. Наукова новизна. Автором представлено новий підхід у дослідженні та розрахунку роботи горизонтальних відстійників різної конфігурації. Даний підхід ґрунтується на чисельному інтегруванні рівнянь руху рідини і масопереносу домішки. Практична значимість. Розроблена чисельна модель розрахунку роботи горизонтальних відстійників пред'являє невеликі вимоги до потужності комп'ютерної техніки. Час розрахунку одного варіанта завдання становить кілька хвилин

Повышение эффективности работы станции очистки сточных вод Хорольского завода детских продуктов питания

Метою даної роботи є аналіз ефективності очистки стічних вод очисних споруд Хорольського заводу дитячих продуктів харчування та пошук шляхів підвищення ефективності очистки до нормативних вимог по максимально допустимій концентрації при скиді очищених стоків. З огляду на результати лабораторних дослідів по визначенню концентрації забруднювачів у зразках стоків після основних етапів очистки (освітлювачі-перегнивачі, баштові біофільтри, вторинні відстійники) та у випуску очищеної води, зроблено висновок про, зокрема, незадовільну роботу баштових біофільтрів по зниженню ХСК та БПК5 (причини – зменшення подачі стічних вод, незадовільний стан розподільчої системи, замулювання заповнювача біофільтра), вторинних відстійників по зниженню завислих речовин (причини – зменшення подачі стічних вод, незадовільний стан відстійників). З метою підвищення очистки стічних вод на очисних спорудах Хорольського заводу дитячих продуктів харчування, були запропоновані наступні кроки: 1) заміна існуючого завантаження біофільтрів (щебінь з розміром фракцій 40-60 мм) на площинне полімерне завантаження, що є менш замулюваним, створює кращу циркуляцію кисню, сприяє інтенсивнішому виносу відмерлого активного мулу; 2) улаштування системи рециркуляції води для підвищення гідравлічного навантаження на споруди, покращення роботи нижніх шарів біофільтра, підвищення ефективності освітлення води у освітлювачі-перегнивачі; 3) улаштування тонкошарових блоків у вторинних відстійниках для інтенсифікації процесу осадження.The aim of the work is to study the efficiency of the wastewater treatment plant at Khorol factory for baby food and to propose ways to improve quality of wastewater treatment. Some pollutants concentration exceeding the maximum permissible concentration for discharges is observed. In order to eliminate this problem, some solutions are proposed. To increase wastewater treatment effectiveness at the plant, recirculation of wastewaters and replacement of current filling material of the tower biofilters with plastic plate blocks is proposed.Целью данной работы является анализ эффективности очистки сточных вод очистных сооружений Хорольского завода детских продуктов питания и поиск путей повышения эффективности очистки до нормативных требований по максимально допустимой концентрации при сбросе очищенных стоков. С целью повышения очистки сточных вод на очистных сооружениях Хорольского завода детских продуктов питания, были предложены следующие шаги: 1) замена существующей загрузки биофильтров (щебень с размером фракций 40-60 мм) на плоскостную полимерную загрузку, являющуюся менее заиливающейся, создает лучшую циркуляцию кислорода, способствует интенсивному выносу отмершего активного ила; 2) устройство системы рециркуляции воды для повышения гидравлической нагрузки на сооружения, улучшения работы нижних слоев биофильтра, повышение эффективности осветления воды в осветителях-перегнивателях; 3) устройство тонкослойных блоков во вторичных отстойниках для интенсификации процесса осаждения

Моніторинг забруднення атмосферного повітря бенз(а)піреном та вуглеводнем

The main objective of this paper to generalize data of monitoring of air pollution of the territory of Ukraine by benzopyrene and hydrocarbon.Results. Air pollution is characterized by the presence in the air of substances such as dust, sulfur oxides, carbon oxides, nitrogen oxides, ammonia, hydrogen sulfide in Ukraine.Conclusions. We should be allocated as follows: Odessa, Dnipropetrovsk, Zaporizhia, , Donetsk, Luhansk, Cherkasy, Vinnytsia, Kyiv among the regions with high air pollution. The pollutions are reaching a very high level by the benzo (a) pyrene and hydrocarbons.To reduce emissions from coke enterprises it is recommended to apply modern environmental technology production and more efficient treatment facilities in all processes of coke production.Целью данной работы является обобщение данных мониторинга загрязнения атмосферного воздуха территории Украины бенз(а)пиреном и углеводородами.Результаты. Загрязненность атмосферного воздуха Украины характеризуется наличием в воздухе таких веществ, как пыль, оксиды серы, оксиды углерода, оксиды азота, аммиак, сероводород.Выводы. Среди областей с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха следует выделить следующие: Одесская, Днепропетровская, Запорожская, Донецкая, Луганская, Черкасская, Винницкая, Киевская. Загрязнение бенз (а) пиреном и углеводородами здесь достигает очень высокого уровня.Для снижения выбросов вредных веществ от коксохимических предприятий рекомендуется применять современные экологические технологии производства и более эффективные очистные сооружения на всех процессах производства кокса.Метою даної роботи є узагальнення даних моніторингу забруднення  атмосферного повітря території України бенз(а)піреном та вуглеводнями.Результати. Забрудненість атмосферного повітря України характеризується наявністю в повітрі таких речовин, як: пил, оксиди сірки, оксиди вуглецю, оксиди азоту, аміак, сірководень.Висновки. Серед областей з найвищим рівнем забруднення атмосферного повітря слід виділити наступні: Одеська, Дніпропетровська, Запорізька, Донецька, Луганська, Черкаська, Вінницька, Київська. Забруднення бенз(а)піреном та вуглеводнями тут досягає дуже високого рівня.Для зниження викидів небезпечних речовин від коксохімічних підприємств рекомендується застосувати сучасні екологічні технології виробництва та більш ефективні очисні споруди на всіх процесах виробництва коксу

ЧИСЕЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК РОБОТИ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ВІДСТІЙНИКІВ

Purpose.Horizontal settlers are one of the most important elements in the technological scheme of water purification. Their use is associated with the possibility to pass a sufficiently large volume of water. The important task at the stage of their designing is evaluating of their effectiveness. Calculation of the efficiency of the settler can be made by mathematical modeling. Empirical, analytical models and techniques that are currently used to solve the problem, do not allow to take into account the shape of the sump and various design features that significantly affects the loyalty to a decision on the choice of the size of the settling tank and its design features. The use of analytical models is limited only to one-dimensional solutions, does not allow accounting for nonuniform velocity field of the flow in the settler. The use of advanced turbulence models for the calculation of the hydrodynamics in the settler complex forms now requires very powerful computers. In addition, the calculation of one variant of the settler may last for dozens of hours. The aim of the paper is to build a numerical model to evaluate the effectiveness of horizontal settling tank modified design. Methodology. Numerical models are based on: 1) equation of potential flow; 2) equation of inviscid fluid vortex flow; 3) equation of viscous fluid dynamics; 4) mass transfer equation. For numerical simulation the finite difference schemes are used. The numerical calculation is carried out on a rectangular grid. For the formation of the computational domain markers are used. Findings.The models allow calculating the clarification process in the settler with different form and different configuration of baffles. Originality. A new approach to investigate the mass transfer process in horizontal settler was proposed. This approach is based on the developed CFD models. Three fluid dynamics models were used for the numerical investigation of flows and waste waters purification. Practical value.The developed models have more capacity than the existing models in Ukraine. The developed models allow calculating quickly the efficiency of water purification in settlers. The models are not computationally expensive. Calculation time of one variant of the problem takes few seconds.Цель. Горизонтальные отстойники являются одним из важнейших элементов в технологической схеме очистки воды. Их применение связано с возможностью пропуска достаточно больших объемов воды. При реконструкции или проектировании горизонтальных отстойников возникает ответственная задача по оценке их эффективности. Расчет эффективности отстойника может быть выполнен методом математического моделирования. Эмпирические, аналитические модели и методики, которые в настоящее время используются для решения поставленной задачи, не позволяют учесть форму отстойника и различные конструктивные особенности, что значительно влияет на верность принятия решения по выбору размеров отстойника и его конструктивных особенностей. Использование аналитических моделей ограничено только одномерными решениями, не позволяет учесть неравномерное поле скорости потока в отстойнике. Использование современных моделей турбулентности для расчета гидродинамики в отстойнике сложной формы требует в настоящее время очень мощных компьютеров. Кроме этого, расчет одного варианта отстойника может продолжаться десятки часов. Целью работы является построение численной модели для оценки эффективности горизонтального отстойника модифицированной конструкции. Методика. В основу моделей положено: 1) потенциальное движения идеальной жидкости; 2) вихревое движение идеальной жидкости; 3) вихревое движение реальной жидкости (уравнения Навье-Стокса); 4) уравнение массопереноса. Для численного решения моделирующих уравнений используются разностные схемы. Численный расчет осуществляется на прямоугольной разностной сетке. Для формирования вида расчетной области и выделения ее особенностей применяется метод маркирования. Результаты. Разработанные численные модели позволяют рассчитать процесс осветления воды в горизонтальных отстойниках различной формы и с различными конфигурациями пластин. Научная новизна. Представлен новый подход в исследовании и расчете работы горизонтальных отстойников различной конфигурации. Данный подход основывается на численном интегрировании уравнений движения жидкости и массопереноса примеси. Практическая значимость. Разработанные численные модели расчета работы горизонтальных отстойников предъявляют небольшие требования к мощности компьютерной техники. Время расчета одного варианта задачи составляет несколько секунд.Мета. Горизонтальні відстійники є одним із найважливіших елементів у технологічній схемі очищення води. Їх застосування пов'язано з можливістю пропуску досить великих обсягів води. При реконструкції або проектуванні горизонтальних відстійників виникає відповідальне завдання щодо оцінки їх ефективності. Розрахунок ефективності відстійника може бути виконаний методом математичного моделювання. Емпіричні, аналітичні моделі та методики, які на даний час використовуються для розв’язання поставленої задачі, не дозволяють врахувати форму відстійника та різні конструктивні особливості, що значно впливає на вірність прийняття рішення щодо вибору розмірів відстійника та його конструктивних особливостей. Використання аналітичних моделей обмежено лише одновимірними розв’язками, що не дозволяє врахувати нерівномірне поле швидкості потоку у відстійнику. Використання сучасних моделей турбулентності для розрахунку гідродинаміки у відстійнику складної форми потребує в даний час дуже потужних комп’ютерів. Крім цього, розрахунок одного варіанту відстійника може тривати десятки годин. У даній роботі розглянуто побудову чисельних моделей для оцінки ефективності роботи горизонтального відстійника модифікованої конструкції. Методика. В основу моделей покладено: 1) потенціальний рух ідеальної рідини; 2) вихровий рух ідеальної рідини; 3) вихровий рух реальної рідини (рівняння Нав'є-Стокса); 4) рівняння масопереносу. Для чисельного розв’язання рівнянь використовуються різницеві схеми. Чисельний розрахунок здійснюється на прямокутній різницевій сітці. Для формування виду розрахункової області та виділення її особливостей застосовується метод маркування. Результати. Розроблені чисельні моделі дозволяють розрахувати процес освітлення води в горизонтальних відстійниках різної форми та з різними конфігураціями пластин. Наукова новизна. Представлено новий підхід у дослідженні та розрахунку роботи горизонтальних відстійників різної конфігурації. Даний підхід ґрунтується на чисельному інтегруванні рівнянь руху рідини та масопереносу домішки. Практична значимість. Розроблені чисельні моделі розрахунку роботи горизонтальних відстійників пред'являють невеликі вимоги до потужності комп'ютерної техніки. Час розрахунку одного варіанта завдання становить кілька секунд

ВИЗНАЧЕННЯ МЕЖ ПОЯСУ БЕЗПЕКИ ПРИ ТЕРАКТАХ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ ХІМІЧНИХ АГЕНТІВ

Purpose. The work involves the development of a 2D numerical model for calculating the «safety boundary» in the case of a terrorist attack using a chemical agent. The safety boundary is the boundary behind which the emission of a dangerous substance in a terrorist act will lead to undesirable consequences at the site of the attack object. Methodology. To solve this problem, we used an equation conjugated with the equation of mass transfer in the atmospheric air of a chemical agent ejected in the case of a terrorist attack. The simulation takes into account the field of wind speed, atmospheric diffusion, the release intensity of a hazardous substance. For numerical integration of the modeling conjugated equation, new variables are introduced and an implicit difference splitting scheme is applied. A feature of the developed numerical model is the ability to quickly assess the position of the safety boundary near a possible object of attack. Findings. The developed numerical model and computer program can be used for a scientifically grounded assessment of the safety boundary position near significant objects in the event of possible terrorist attacks using chemical (biological) agents. The constructed numerical model can be implemented on computers of small and medium power, which makes it possible to widely use it to solve the problems of the considered class, when developing an emergency response plan. The results of a computational experiment are presented that allow one to evaluate the possibilities of the proposed method for calculating the position of the safety boundary in the case of a terrorist attack using a chemical agent. Originality. An effective method for calculating the position of the safety boundary near the facility, which may be the target of a terrorist attack using a chemically hazardous substance, is proposed. The method is based on the numerical integration of the equation, which is conjugated to the equation of mass transfer of chemically hazardous substances in the atmospheric air. Practical value. The proposed method for calculating the position of the safety boundary near the facility, which may be the target of a terrorist attack using a chemically hazardous substance, can be used to organize protective measures aimed at minimizing the consequences of terrorist attacks.Цель. Работа предполагает разработку 2D численной модели для расчета «пояса безопасности» в случае теракта с использованием химического агента. Пояс безопасности является границей, за которой эмиссия опасного вещества при теракте приведет к нежелательным последствиям на месте расположения объекта атаки. Методика. Для решения поставленной задачи используется уравнение, сопряженное с уравнением массопереноса в атмосферном воздухе химического агента, выброшенного в случае теракта. При моделировании учитывается поле скорости ветрового потока, атмосферная диффузия, интенсивность выброса опасного вещества. Для численного интегрирования моделирующего сопряженного уравнения вводятся новые переменные и применяется неявная разностная схема расщепления. Особенностью разработанной численной модели является возможность оперативной оценки положения пояса безопасности возле возможного объекта атаки. Результаты. Разработанная численная модель и компьютерная программа могут быть использованы для научно обоснованной оценки положения пояса безопасности возле значимых объектов в случае возможных терактов с применением химических (биологических) агентов. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса при разработке плана ликвидации аварийной ситуации. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить возможности предложенного метода расчета положения пояса безопасности в случае теракта с использованием химического агента. Научная новизна. Предложен эффективный метод расчета положения пояса безопасности возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химически опасного вещества. Метод основан на численном интегрировании уравнения, являющегося сопряженным к уравнению массопереноса химически опасных веществ в атмосферном воздухе. Практическая значимость. Предложенный метод расчета положения пояса безопасности возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химически опасного вещества, может быть использован для организации защитных мероприятий, направленных на минимизацию последствий терактов.Мета. Робота передбачає розробку 2D чисельної моделі для розрахунку «пояса безпеки» в разі терористичного нападу із використанням хімічного агента. Пояс безпеки є кордоном, за яким емісія небезпечної речовини під час теракту призведе до небажаних наслідків на місці розташування об’єкта атаки. Методика. Для вирішення поставленого завдання використовується рівняння, поєднане з рівнянням масопереносу в атмосферному повітрі хімічного агента, викинутого в разі теракту. При моделюванні враховується поле швидкості вітрового потоку, атмосферна дифузія, інтенсивність викиду небезпечної речовини. Для чисельного інтегрування моделюючого сполученого рівняння вводяться нові змінні та застосовується неявна різницева схема розщеплення. Особливістю розробленої чисельної моделі є можливість оперативної оцінки стану пояса безпеки біля можливого об’єкта атаки. Результати. Розроблена чисельна модель і комп’ютерна програма можуть бути використані для науково обґрунтованої оцінки стану пояса безпеки біля значущих об’єктів у разі можливих терактів із застосуванням хімічних (біологічних) агентів. Побудована чисельна модель може бути реалізована на комп’ютерах малої і середньої потужності, що дозволяє широко використовувати її для вирішення завдань даного класу при розробці плану ліквідації аварійної ситуації. Представлені результати обчислювального експерименту, що дозволяють оцінити можливості запропонованого методу розрахунку положення поясу безпеки в разі терористичного нападу із використанням хімічного агента. Наукова новизна. Запропоновано ефективний метод розрахунку положення поясу безпеки біля об’єкта, який може бути метою терористичної атаки із застосуванням хімічно небезпечної речовини. Метод заснований на чисельному інтегруванні рівняння, що є зв’язаним до рівняння масопереносу хімічно небезпечних речовин в атмосферному повітрі. Практична значимість. Запропонований метод розрахунку положення поясу безпеки біля об’єкта, який може бути метою терористичної атаки із застосуванням хімічно небезпечної речовини, може бути використаний для організації захисних заходів, спрямованих на мінімізацію наслідків терактів

TERRITORIAL RISK ASSESMENT AFTER TERRORIST ACT: EXPRESS MODEL

Purpose. The paper involves the development of a method to assess the territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemical agent. Methodology. To describe the process of chemical agent scattering in the atmosphere, ejected in the event of a terrorist attack, the equation of mass transfer of an impurity in atmospheric air is used. The equation takes into account the velocity of the wind flow, atmospheric diffusion, the intensity of chemical agent emission, the presence of buildings near the site of the emission of a chemically hazardous substance. For numerical integration of the modeling equation, a finite difference method is used. A feature of the developed numerical model is the possibility of assessing the territorial risk in the event of a terrorist attack under different weather conditions and the presence of buildings. Findings. A specialized numerical model and software package has been developed that can be used to assess the territorial risk, both in the case of terrorist attacks, with the use of chemical agents, and in case of extreme situations at chemically hazardous facilities and transport. The method can be implemented on small and medium-sized computers, which allows it to be widely used for solving the problems of the class under consideration. The results of a computational experiment are presented that allow estimating possibilities of the proposed method for assessing the territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemical agent. Originality. An effective method of assessing the territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemically hazardous substance is proposed. The method can be used to assess the territorial risk in an urban environment, which allows you to obtain adequate data on possible damage areas. The method is based on the numerical integration of the fundamental mass transfer equation, which expresses the law of conservation of mass in a liquid medium. Practical value. The proposed method for assessing the territorial risk in the event of a terrorist attack using a chemical agent can be used to calculate the affected areas near administrative buildings, centers and other socially significant facilities

РОЗРАХУНОК ЗОНИ «УРАЗЛИВОСТІ» ОБ’ЄКТА ЗА МОЖЛИВОГО ТЕРАКТУ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ХІМІЧНОГО АГЕНТА

Purpose. The work involves the development of a numerical model for calculating the «vulnerability» zone of a possible terrorist attack objective with the use of a chemical agent in a built-up environment. The «vulnerability» zone is a territory near the attack objective, where the emission of a chemical agent during the attack will lead to undesirable consequences. The emission of a chemical agent outside the «vulnerability» zone will not create a dangerous concentration near the attack objective. Methodology. To solve this problem, we use the equation for the velocity potential, on the basis of which we determine the wind stream velocity field, and the equation adjoint to the equation of mass transfer in the atmospheric air of the chemical agent emitted in the event of a terrorist attack. During simulation, we take into account the uneven wind stream velocity field, atmospheric diffusion and the rate of emission of a chemically hazardous substance. For the numerical integration of the velocity potential equation, we use the method of A. A. Samarsky. For numerical solution of the adjoint equation, we introduce new variables and use an implicit difference splitting scheme. The peculiarity of the developed numerical model is the possibility of operative estimation of the «vulnerability» zone near a possible attack objective. Findings. The developed numerical model and computer program can be used for scientifically grounded assessment of the «vulnerability» zone near significant facilities in the event of possible attacks with the use of chemical (biological) agents. The constructed numerical model can be implemented on computers of small and medium power, which allows it to be widely used to solve the problems of this class when developing the emergency response plan. The results of the computational experiment are presented, which allow us to evaluate the possibilities of the proposed numerical model. Originality. An effective numerical model is proposed for calculating the «vulnerability» zone near the facility, which may be the target of a terrorist attack with the use of a chemical agent. The model is based on the numerical integration of the velocity potential equation and the equation adjoint to the equation of mass transfer of a chemically dangerous substance in the atmosphere. Practical value. The developed model can be used to organize protective actions near the target facility of a possible chemical attack by terrorists.Цель. Работа предполагает разработку численной модели для расчета зоны «уязвимости» возможного объекта атаки террориста с применением химического агента в условиях застройки. Зона «уязвимости» представляет собой территорию возле объекта атаки, где эмиссия химического агента при теракте приведет к нежелательным последствиям. Эмиссия химического агента вне зоны «уязвимости» не создаст опасной концентрации возле объекта атаки. Методика. Для решения поставленной задачи использовано уравнение для потенциала скорости, на базе которого определено поле скорости ветрового потока, и уравнение, сопряженное с уравнением массопереноса в атмосферном воздухе химического агента, выброшенного в случае теракта. При моделировании были учтены неравномерное поле скорости ветрового потока, атмосферная диффузия, интенсивность выброса химически опасного вещества. При численном интегрировании уравнения для потенциала скорости использован метод Самарского А. А. Для численного решения сопряженного уравнения введены новые переменные и применена неявная разностная схема расщепления. Особенностью разработанной численной модели является возможность оперативной оценки зоны «уязвимости» возле возможного объекта атаки. Результаты. Разработанная численная модель и компьютерная программа могут быть использованы для научно обоснованной оценки положения зоны «уязвимости» возле значимых объектов в случае возможных терактов с применением химических (биологических) агентов. Построенная численная модель может быть реализована на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать ее для решения задач рассматриваемого класса при разработке плана ликвидации в аварийной ситуации. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить возможности этой численной модели. Научная новизна. Предложена эффективная численная модель для расчета зоны «уязвимости» возле объекта, который может быть целью террористической атаки с применением химического агента. Модель основана на численном интегрировании уравнения для потенциала скорости и уравнения, являющегося сопряженным к уравнению массопереноса химически опасного вещества в атмосфере. Практическая значимость. Разработанная модель может быть использована для организации защитных мероприятий возле объектов возможной химической атаки террориста.Мета. Робота передбачає розробку чисельної моделі для розрахунку зони «уразливості» можливого об’єкта атаки терориста із застосуванням хімічного агента в умовах забудови. Зона «уразливості» являє собою територію біля об’єкта атаки, де емісія хімічного агента під час теракту призведе до небажаних наслідків. Емісія хімічного агента поза зоною «уразливості» не створить небезпечну концентрацію біля об’єкта атаки. Методика. Для вирішення поставленого завдання використано рівняння для потенціалу швидкості, на базі якого визначено поле швидкості вітрового потоку, і рівняння, спряжене з рівнянням масопереносу в атмосферному повітрі хімічного агента, викинутого в разі теракту. Під час моделювання були враховані нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, атмосферна дифузія, інтенсивність викиду хімічно небезпечної речовини. Під час чисельного інтегрування рівняння для потенціалу швидкості використаний метод Самарського А. А. Для чисельного розв’язання спряженого рівняння введені нові змінні та застосована неявна різницева схема розщеплення. Особливістю розробленої чисельної моделі є можливість оперативної оцінки зони «уразливості» біля можливого об’єкта атаки. Результати. Розроблена чисельна модель і комп’ютерна програма можуть бути використані для науково обґрунтованої оцінки стану зони «уразливості» біля важливих об’єктів у разі можливих терактів із застосуванням хімічних (біологічних) агентів. Побудована чисельна модель може бути реалізована на комп’ютерах малої і середньої потужності, що дозволяє широко використовувати її для вирішення завдань зазначеного класу під час розробки плану ліквідації в аварійній ситуації. Наведені результати обчислювального експерименту, що дозволяють оцінити можливості цієї чисельної моделі. Наукова новизна. Запропоновано ефективну чисельну модель для розрахунку зони «уразливості» біля об’єкта, який може бути ціллю терористичної атаки із застосуванням хімічного агента. Модель заснована на чисельному інтегруванні рівняння для потенціалу швидкості й рівняння, що є спряженим до рівняння масопереносу хімічно небезпечної речовини в атмосфері. Практична значимість. Розроблена модель може бути використана для організації захисних заходів біля об’єктів можливої хімічної атаки терориста