Проблемы арктического региона : тезисы докладов XVI международной научной конференции студентов и аспирантов (Мурманск, 16 мая 2017) / ред.: С. М. Черняков, А. А. Мочалов.– Апатиты : КНЦ РАН, 2017.

Информационные технологии и математические методы Моделирование аэродинамики атмосферы карьера в ANSYSFluent О.В. Назарчук1, П.В. Амосов2, С.А. Козырев 2 1Апатитский филиал МАГУ, Апатиты , ' Горный институт КНЦ РАН, Апатиты Увеличение глубины открытой разработки сопровождается уменьшением параметров рабочей зоны карьера и длины фронта работ, увеличением расстояния транспортирования горной массы на поверхность, количества рабочих горизонтов и транспортных площадок, что приводит к концентрации карьерной техники в нижней части карьера. Поэтому одной из центральных проблем при естественном проветривании становится обеспечение нормальных санитарно-гигиенических условий в атмосфере карьера, гарантирующих безопасную и высокопроизводительную работу. Проветриванию карьеров энергией ветра посвящено большое количество исследований и разработано достаточно много математических моделей. Но не все они могут быть применены к большим карьерным пространствам. В данной работе для оценки аэродинамики атмосферы в карьере был использован программный комплекс ANSYS Fluent. В качестве объекта исследований был выбран карьер рудника «Железный» АО «Ковдорский Геометрия карьера в сечении Запад-Восток подготовлена в программе GAMBIT. Размер области моделирования составляет 6000x2000 м. При построении сетки применён метод Quad/Tri (квадратно треугольный) с интервалом расчёта 1 0 , что позволило сгенерировать мелкую сетку в области карьера и более грубую сетку над областью карьера. Для расчета аэродинамических параметров атмосферы карьера при постоянной температуре в программе ANSYS использована {к— £ ) -модель турбулентности, которая помимо уравнений неразрывности и движения включает уравнения кинетической энергии турбулентности и скорости ее диссипации. В качестве начальных и граничных условий приняты: - на входной границе модели с использованием UDF -функции принят степенной закон распределения горизонтальной компоненты скорости ^ по высоте ^ : U ( Y h (У / ^ о ) , где — величина горизонтальной компоненты скорости U на высоте ^ ю —Ю м над бортом карьера (референтная скорость); а= 1 /7 ; - на верхней границе модели для горизонтальной компоненты скорости использовано условие Дирихле в соответствии с обозначенной выше UDF-функцией; - на «твердых» границах модели принято стандартное условие «прилипания». В качестве примера результатов выполненных численных экспериментов на рисунке представлен фрагмент структуры поля скорости в карьере при западном направлении ветра со скоростью 6 м/с. По результатам моделирования получена довольно сложная картина распределения воздушных потоков в пространстве карьера, что позволяет более точно прогнозировать вынос вредных примесей при различных технологических операциях. ГОК». Рисунок. Фрагмент скоростного поля в карьере при референтной скорости западного ветра 6 м/с 53