Приведем примеры, иллюстрирующие процесс распространения однокомпонентной примеси от непрерывно действующего источника. Во всех расчетах компоненты скорости и характеристики приземного слоя получены с помощью модели динамики атмосферы при следующих значениях входных параметров: , , , , , , , , , , :

Для визуального отображения поля концентрации принята следующая шкала концентрации вредных веществ:

Пример 1. Введем в модель неоднородность рельефа, т.е. учтем орографию подстилающей поверхности, что позволит оценить поведение модели при различных вариациях рельефа (рис. 1). Пусть загрязнение атмосферы происходит от непрерывно действующего точечного источника, расположенного в точке мощностью .

а) б) в)

Рис. 1. Распространения субстанции от точечного источника с учетом динамики атмосферы и орографии подстилающей поверхности (обтекание дома сложной формы).

Пример 2. Эффект влияния наземного транспорта промоделируем наземным линейным источником, очертание которого совпадает с контуром автотрассы. В данном эксперименте рассматривается загрязнение от постоянно действующего линейного источника мощностью (рис. 2).

а) б) в)

Рис. 2. Распространения субстанции от линейного источника с учетом динамики атмосферы и орографии подстилающей поверхности (обтекание трех домов).

Таким образом, для решения задачи физики атмосферы, за основу была принята модель, описываемая системами полных дифференциальных уравнений гидротермодинамики атмосферы с учетом процессов взаимодействия атмосферы с термически и орографически неоднородной поверхностью земли. При решении системы уравнений воспользовались полуэмпирическим методом Буссинеска, в основе которого лежит метод осреднения по времени уравнений Навье-Стокса по Рейнольдсу (RANS), что позволило описать подсеточные турбулентные движения в параметризованном виде и тем самым отфильтровать возмущения, масштаб которых меньше чем размер расчетной ячейки сеточной области, кроме того, такой подход значительно уменьшает вычислительные ресурсы, необходимые для решения численной задачи.

Следует отметить, что все алгоритмы построены по модульному принципу. Модульная структура алгоритмов и программ дает возможность решать широкие классы задач. Метод расщепления и модульный принцип программирования естественным образом согласуются между собой и вместе с тем составляют конструктивную основу для построения и реализации численных моделей сложных физических процессов, происходящих в окружающей среде.