Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №3.

За прошедшие годы отмечен существенный прогресс в разработке моделей и компьютерных кодов, позволяющих выполнять расчеты процессов распространения загрязнений в разных средах. Примеры таких программ - PORFLOW, AQUA3D, COMSOL, FLUENT и др. Поскольку задача, посвященная прогнозу рассеяния пыли от хвостохранилища АНОФ-2, в связи с предложенным изменением высоты дамбы остается весьма актуальной [ 1 , 2 ], авторы сделали попытку промоделировать указанный процесс с помощью современной компьютерной программы COMSOL [5]. Таким образом, целью выполненного исследования является оценка влияния высоты пляжа хвостохранилища на потенциальное загрязнение воздушной среды при переносе сдуваемой сильным ветром мультидисперсной примеси. Дополнительный побуждающий фактор - демонстрация факта, когда недоучет основных параметров модели приводит к ошибочным выводам. Постановка задачи Численные эксперименты по расчету аэродинамических параметров обтекания и конвективно-диффузионного переноса примеси выполнены на численной модели в плоской постановке с использованием программы COMSOL. Размер моделируемой области 3000х300 м. Расчет аэродинамики с заданными начальными и граничными условиями выполнен на базе (k-s)- модели турбулентности. Значение горизонтальной скорости на входной и верхней границах модели выбрано равным 20 м/с. Высота пляжа хвостохранилища варьировалась от 20 м до 40 м с шагом 10 м. Поверхность за объектом пыления моделировалась плоской. Интенсивность пыления на поверхности пляжа хвостохранилища промоделирована для двух ситуаций: 1 -я ситуация: независимо от высоты пляжа задавалась постоянная интенсивность пыления 27 г/(мс); 2 -я ситуация: принята во внимание линейная зависимость интенсивности пыления от высоты: 27, 42 и 57 г/(мс) на указанных выше высотах пляжа (см. рис. 1). Представленные на рис. 1 зависимости интенсивности пыления от высоты пляжа получены А.А. Баклановым и О.Ю. Ригиной [4] на основе анализа и обработки эмпирических зависимостей интенсивности пыления от скорости набегающего потока, приведенных в ранних публикациях Б.В. Иванова и В.Г. Борисова Указанные выше значения интенсивности пыления отвечают линейной зависимости, обозначенной на рис. 1 символом «а». Рис. 1. Функциональные зависимости интенсивности пыления и высоты дамбы [4] (а - по данным Б.В. Иванова; б - по данным В.Г. Борисова) В качестве оседающей примеси рассматривались 3 возможных типа загрязнения: пассивная примесь с нулевой скоростью оседания; мелкодисперсная пыль с очень малой скоростью оседания на уровне 0.005 м/с; частицы пыли размером (по радиусу) порядка 6 мкм, когда скорость оседания в приближении Стокса составляет 0 . 0 1 м/с. Анализ результатов расчетов Высокая скорость ветрового переноса и турбулентного перемешивания обеспечивает быстрый выход пространственного распределений загрязнений на стационарный режим. Отметим отчетливые изменения в структуре поля скорости для различных высот хвостохранилища. Особенно в непосредственной близости за пляжем хвостохранилища, где 45