Уравнение турбулентной диффузии, называемое часто уравнением турбулентного рассеяния, было впервые предложено для описания рассеяния веществ в атмосфере Тейлором и Шмидтом. Это уравнение часто называют прогностическим, т.к.основная цель его использования – предсказание полей концентраций примесей (т.е. функций с (х,у,z,t)) в пространстве.
∂c/∂t +
i∂c/∂xi = 
∂/∂xi)Ai(∂c/∂xi) - kc
Все многообразие возможных ситуаций определяется начальными и граничными условиями, которые должны быть заданы заранее перед решением уравнения. Если задачу формируют в декартовой системе координат, то координату z направляют в зенит, а координату х – вдоль направления ветра. Тогда координата у оказывается направленной нормально движению воздушных потоков и параллельно Земле. Компоненты вектора скорости ux, uy, uz соответствуют проекциям вектора скорости на соответствующие оси. Часто для упрощения написания эти компоненты обозначают ux=u, uy=v, uz=w, а компоненты коэффициента турбулентного переноса Аi обозначают также символом ki..
Поскольку средняя скорость ветра относительно велика(по сравнению со скоростью турбулентного переноса примеси) и направлена вдоль координаты х, то полагают, что u=0,что означает движение примеси строго со скоростью ветра и пренебрежение эффектами опережения или отставания.
Самостоятельные вертикальные движения примеси в атмосфере над идеально ровной подстилающей поверхностью также малы и можно принимать величины w=0. Однако это допущение справедливо лишь для так называемой легкой примеси, совершающей безынерционные движения совместно с элементами газового потока. Так ведут себя газовые примеси находящиеся в «молекулярно растворенном» состоянии, а не крупные частицы пыли, оседающие по закону Стокса со скоростью uz=w=uст.
При наличии ветра можно пренебречь членом Ах, принимая этот коэффициент равным 0, что равносильно уже сделанному допущению о синхронном движении примеси с потоком ветра. Это означает что диффузионный поток в направлении х много меньше, чем конвективный.
Член ∂с/∂t, учитывающий нестационарность, также можно принять =0,если рассматривать процесс за периоды времени много больше чем 1/u, где 1 – длина пути релаксации диффузионного процесса. Обычно она много меньше, чем расстояния, на которые осуществляется перенос примеси. За пределами участка 1 процесс считают стационарным или квазистационарным. Членом ∂с/∂t не следует пренебрегать только в отдельных случаях, например, когда надо рассчитать поля концентраций вблизи источника особенно в условиях штиля. Другой важный случай существенно нестационарного переноса соответствует условиям холмистой местности, когда ветер дует не горизонтально, а часто меняется по абсолютной величине и по направлению.
Результатами расчетов по прогнозированию являются:
1)для долгосрочного прогнозирования – получение профилей концентраций ЗВ, определение расстояний и опасных скоростей ветра, соответствующих образованию макс.концнтраций ЗВ, расчет величин предельно допустимых выбросов(ПДВ) ЗВ в атмосферу и минимальных высот источников выбросов, при которых содержание ЗВ, не будет превышать допустимого значения;
2) для оперативного прогнозирования – получение регрессионных или других видов зависимостей для прогнозирования концентраций ЗВ на другие периоды времени и заданные расстояния от источников загрязнения;
3) для идентификации источников загрязнения – выявление возможных источников загрязнения атмосферного воздуха.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему