Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.3/2025(4))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2025. Т. 4, № 3. С. 5-13. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2025. Vol. 4, No. 3. P. 5-13. Н а каждом шаге используются необходимые для расчётов начальные и граничные условия, в том числе и установленные по умолчанию разработчиками программы COMSOL [5]. При выполнении численных экспериментов по указанной методике использованы следующие значения варьируемых параметров модели: скорость ветра 5 и 11 м/с, параметр фоновой стратификации от -0,05 до +0,05 с шагом 0,01 °С/м. Результаты численных экспериментов и их анализ Для каждого участка пыления (рис. 1) выполнено осреднение горизонтальной компоненты скорости на высоте +10 м над высотой пыления. Далее рассчитаны значения динамической скорости и полного вертикального потока массы (ВПМ) с использованием зависимости Д. Л. Вестфаля [Westphal] с соавторами [8] и схемы DEAD [9, 10] как функций 4-й и 3-й степени динамической скорости соответственно. Расчёты полного ВПМ выполнены для пыли крупности 35 мкм. Возможность использования полного ВПМ для срединного диаметра пыли (35 мкм) обоснована ранее [11] на основе сравнения пространственных распределений загрязнений, вычисленных на базе поинтервального и срединного подходов. При таком подходе существенно сокращаются трудозатраты на выполнение численных экспериментов и обработку результатов расчётов практически без снижения точности вычислений (речь идёт о погрешности на уровне 1 %). Рис. 1. Схематичное расположение на территории хвостохранилища участков (1-20) пылящей поверхности Fig. 1. Schematic arrangement of sections (1-20) of the dusting surface on the territory of the tailing dump В качестве примера выполненных расчётов в табл. 1 и 2 приведены значения динамической скорости (на высоте пыления участков 1-10), которые рассчитаны при вариации параметра фоновой стратификации S для значения скорости 5 м/с. Эффект изменения значений динамической скорости для разных участков по завершению 1-го шага расчётов был известен и ранее (см. табл. 1 и 2 по строке S = 0, °С/м): объясняется как раз пространственным расположением участков и учётом (в определённой степени) используемой геометрии модели. А вот включение в модель новых физических механизмов обусловливает изменение значений динамической скорости для каждого участка в зависимости от значений параметра фоновой стратификации (см. табл. 1 и 2 по столбцам). Хорошо видно, что изменение в значениях динамической скорости для разных участков не является одинаковым. Для отдельных участков при вариации параметра стратификации от -0 ,05 до +0,05 °С/м имеем увеличение или уменьшение значений динамической скорости, а для некоторых поведение более сложное. Ниже будут приведены графические изображения ВПМ для I и II интервалов крупности пыли, где указанные особенности поведения значений динамической скорости визуализированы. © Амосов П. В., 2025 7