Труды КНЦ вып.124 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып. 5/2014(24))

На протяжении ряда лет данная проблема исследуется в Горном институте КНЦ РАН с применением программы COMSOL Multiphysics. Был проведен ряд работ [1-4], которые позволили получить 2D информацию о характере воздушных течений на верхних и глубинных горизонтах карьера, выявить закономерности распределения воздушных масс внутри карьера с учетом климатических особенностей территории. В ходе его выполнения авторами решались следующие задачи: создание виртуального геометрического образа самого карьера на основе базы данных текущей геодезической съемки; постановка расчетной задачи в условиях однозначности, отвечающих среднегодовым значениям метеонаблюдений; учет влияния на распределение воздушных потоков внутри карьера рельефа прилегающей территории. Геометрический образ карьера и рельефа прилегающей территории выполнен в сеточном генераторе Gambit (рис. 1). Расчетная сетка модели поверхностей содержит 17000 узловых точек и охватывает горизонтальную проекцию карьера и прилегающей территории площадью 8,5 км2, соответст­ венно в осях «Север-Юг» - 3,4 км и «Восток-Запад» - 2,5 км. 2,5 км Рис. 1. Геометрический образ карьера и рельефа прилегающего территории Расчетная область модели (рис. 2) представляет собой трехмерную прямоугольную область с высотой от верхнего горизонта карьера 750 м. Конечно-элементная расчетная сетка модели состоит из тетрагональных элементов (Tet/Hybrid, Type: TGrid), соответственно, для области карьера с размерами ребра 28,4 м, для области надкарьерного пространства - 42,6 м. Общая емкость сетки составила 734811 элементов. Задача решалась в стационарном режиме с использованием стандартной (к-в)-модели турбулентности. Для решения использовался компьютер с харак­ теристиками 2.93 GHz, 8.00 ГБ и программным обеспечением Windows 7(max), 64-ОС. В ходе решения задачи, прежде всего, установлена возможность использования 3D компьютерного моделирования для оценки и прогно­ зирования состояния атмосферы внутри глубоких карьеров. Получена визуальная и количественная информация о распределении воздушных потоков во всем моделируемом пространстве, включая приповерхностные слои карьера и прилегающей территории. 252