Современные проблемы интеллектуальных систем. Республиканская научно-практическая конференция. Джизак, 18-19 апреля 2025 г.
155
2-rasm.
Kvantni qo‘llash natijalari
Ushbu maqolada tasvirdagi shovqinlarni bartaraf etish uchun kvant hisoblashlarni qo‘llash
tadqiq qilindi. Shovqinlar kvant tizimining o‘lchovlarida muhim xatolarga olib kelishi mumkin,
bu esa hisoblash jarayonini noaniq qiladi. Biroq, shovqinli natijalarni mitigatsiya qilish texnikasi
yordamida bu xatolarni kamaytirish va aniqlikni oshirish mumkin.
Kvant sxemasi va shovqinni modellashtirish orqali olingan natijalar tasvirlar yordamida
ko‘rsatilgan. Bunda shovqinli va mitigatsiya qilingan natijalar taqqoslanganda mitigatsiya
texnikasini samarador ekanligi aniqlandi.
Adabiyotlar ro‘yxati
1.Muhamediyeva, D. T., Mamatov, N. S., Niyozmatova, N. A., Sobirov, R. A., & Samijonov,
A. N. (2024, July). Quantum methods of image analysis and processing in the frequency domain.
In
Third International Conference on Digital Technologies, Optics, and Materials Science (DTIEE
2024)
(Vol. 13217, pp. 158-165). SPIE.
2. Mamatov, N. S., Jalelova, M. M., Samijonov, A. N., & Samijonov, B. N. (2025). A method
for removing mixed noise in images. In
Artificial Intelligence and Information Technologies
(pp.
489-495). CRC Press.
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ПЫЛЕВЫХ И АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ
АТМОСФЕРЫ
Равшанов Нормахмад
cоветник директора по науке НИИ развития цифровых технологий и искусственного
интеллекта, д.т.н., профессор
Таштемирова Надира Нематиллаевна
докторант НИИ развития цифровых технологий и искусственного интеллекта, PhD
Аннотация:
В работе представлена математическая модель, и результаты
проведенных численных расчетов, предназначенные для анализа и прогнозирования
распространения загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Модель учитывает
динамику уменьшения концентрации загрязнителей за счет их естественного разложения и
фотохимической трансформации, влияние изменений розы ветров и топографии местности,
изменение коэффициентов диффузии и турбулентного перемешивания в зависимости от
стабильности атмосферной стратификации. Высокая точность и устойчивость результатов
обеспечивается за счет использования полунеявной конечно-разностной схемы и метода
«прямых» для решения поставленных задач.
Современные проблемы интеллектуальных систем. Республиканская научно-практическая конференция. Джизак, 18-19 апреля 2025 г.
156
Ключевые слова:
математическая модель, скорость, направление ветра, скорость
прилипания, метод «прямых», полу неявная конечно-разностная схема.
NUMERICAL STUDY OF THE PROPAGATION OF DUST AND AEROSOL
PARTICLES IN THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER
Annotation:
The paper presents a mathematical model and the results of numerical
calculations designed to analyze and predict the distribution of pollutants in the atmospheric
surface layer. The model accounts for the dynamics of pollutant concentration reduction due to
their natural decomposition and photochemical transformation, the influence of changes in wind
patterns and terrain topography, and variations in diffusion and turbulent mixing coefficients
depending on the stability of atmospheric stratification. High accuracy and stability of results are
achieved through the use of a semi-implicit finite-difference scheme and the method of lines for
solving the specified problems.
Keywords:
mathematical model, wind speed, wind direction, adhesion rate, method of lines,
semi-implicit finite-difference scheme.
ATMOSFERANING CHEGARA QATLAMIDA CHANG VA AEROZOL
ZARRACHALARINING TARQALISH JARAYONINI SONLI TADQIQ ETISH
Annotatsiya:
Ushbu ishda atmosferaning yerga yaqin qatlamida ifloslantiruvchi
moddalarning tarqalishini tahlil qilish va bashorat qilish uchun mo‘ljallangan matematik model
hamda o‘tkazilgan sonli hisob-kitoblar natijalari taqdim etilgan. Model ifloslantiruvchi moddalar
konsentratsiyasining ularning tabiiy parchalanishi va fotokimyoviy o‘zgarishi hisobiga kamayish
jarayonini, shamol yo‘nalishlarining o‘zgarishi va hududning relyefi ta’sirini, shuningdek,
atmosfera qatlamlanishining barqarorligiga qarab diffuziya va turbulent aralashish
koeffitsiyentlarining o‘zgarishini hisobga oladi. Qo‘yilgan masalalarni yechish uchun yarim
yashirin chekli ayirmalar sxemasi va “to‘g‘ri chiziqlar” usulini qo‘llash orqali natijalarning yuqori
aniqligi va barqarorligi ta’minlanadi.
Kalit so‘zlar:
matematik model, shamol tezligi va yo‘nalishi, yopishqoqlik tezligi, “to‘g‘ri
chiziqlar” usuli, yarim oshkormas chekli ayirmalar sxemasi.
Введение.
Как показывает
практика, строительство и эксплуатация промышленных
объектов без учета санитарных норм может приводить к серьезным экологическим
проблемам, включая загрязнение атмосферы и нарушение экологического баланса в
регионе. В работе рассматривается применение математического моделирования для
прогнозирования распределения загрязняющих веществ, что позволяет более точно
оценивать потенциальные риски для экосистемы и здоровья населения. Моделирование
учитывает множество факторов, включая метеорологические условия и гидродинамические
особенности местности, что делает возможным создание высокоэффективных программ и
алгоритмов для расчета распространения загрязнений. Эффективное решение этих задач
способствует не только защите окружающей среды, но и формированию нового научного
подхода в исследовании экологических процессов [1, 26; 2, 64]
.
Для анализа и прогнозирования распространения аэрозольных выбросов в атмосферу
была разработана математическая модель и численный алгоритм, где особое внимание в
модели уделяется процессам уменьшения концентрации загрязнителей за счет их
химического разложения и фотохимических реакций, что позволяет более точно
предсказывать динамику и последствия атмосферных выбросов [3, 36]
:
Современные проблемы интеллектуальных систем. Республиканская научно-практическая конференция. Джизак, 18-19 апреля 2025 г.
157
2
2
2
2
(
)
(
)
( ( )
)
r
g
u
v
w
w
t
x
y
z
z
Q
z
z
x
y
(1)
с начальными и краевыми условиями:
0
( , , , 0)
( , ,
0
),
;
x y z
x
и
y z
пр t
(2)
1
2
(
); при x=0,
(
); при x=L ,
v
v
x
u
x
u
x
(3)
3
4
(
); при y=0,
(
); при y=L ,
v
v
y
v
y
v
y
(4)
0
pz
( )
sin
; на G
g
z
f
n
, (5)
( , , , )
( )
0; на L ,
z
x y z t
z
z
(6)
которая решается в области
D
(0
x
L ; 0
y
L ; 0
z
L ; t
0).
x
y
z
Здесь
( , , , )
x y z t
-
количество распространяющегося вещества,
t
- время,
, ,
x y z
- координаты,
, ,
u v w
-
составляющие скорости ветра по направлениям
x,y,z
соответственно,
g
w
- скорость
осаждения частицы,
g
-скорости прилипания частиц на поверхности земли,
-
коэффициент турбулентного перемешивания,
- коэффициент диффузии,
,
-
соответственно коэффициент захвата частиц растительностями и поглощения в атмосфере
за счет влаги,
- угол наклона поверхности земли,
1
2
3
4
,
,
,
параметры для приведение
граничных условий в размерный вид,
- коэффициент взаимодействия с подстилающей
поверхностью,
( , , , )
Q x y z t
- суммарная мощность источников,
f
0
(x,y,z,t)
- количество
аэрозольных частиц отрывающиеся от шереховатости земной поверхности в результате
роста скоростей воздушной массы атмосферы на шереховатую поверхность земли,
r
–
убыль концентрации загрязняющих веществ в атмосфере за счет разложения и
фотохимической трансформации.
Решение данной задачи получено с помощью полу неявной схемы, которое
представлено в работе
[4, 62-69].
Вычислительные эксперименты были проведены для достоверности
математической модели с помощью программного средства
Python. Область решения
задачи рассматривалась в прямоугольном виде с размерами х=5000, у= 5000,
𝐿
= 1000 м. На
рис. 1-2 представлены результаты численных расчетов.
а) б)
Современные проблемы интеллектуальных систем. Республиканская научно-практическая конференция. Джизак, 18-19 апреля 2025 г.
158
Рис.1. Изменение концентрации вредных частиц со временем: при направлении
ветра а) 40º и б) 86
º
,
u=8 м/с, v=4 м/с, w=0,8 м/с
Из результатов анализа временной динамики распространения загрязняющих веществ
следует, что с течением времени загрязнители активно рассеиваются и зона их
распространения значительно увеличивается. Влияние направления ветра на распределение
загрязнений особенно заметно, при этом изменения концентрации и формы зоны
загрязнения во времени показывают, как турбулентность и вертикальные потоки воздуха
способствуют более быстрому рассеиванию частиц. Эти наблюдения подчеркивают
важность учета метеорологических условий при моделировании и прогнозировании
воздействия промышленных выбросов на атмосферу.
Разработанная математическая модель и численный алгоритм представляют собой
эффективные инструменты для анализа и прогнозирования распространения загрязнителей
в атмосфере. Эти инструменты учитывают различные факторы, такие как взаимодействие
загрязняющих веществ с растительностью, изменения атмосферных условий и
турбулентности, что позволяет детализированно моделировать динамику загрязнений.
Полученные результаты помогают формировать научную основу для разработки новых
подходов к управлению экологическими рисками, связанными с промышленными
выбросами, и способствуют оптимизации размещения промышленных объектов в регионе,
предотвращая экологические и чрезвычайные ситуации.
Список литературы
1. Михайлюта C.B., Леженин A.A., Тасейко О.В., Битехтина М.А. Экологическая
индустрия: ветровые потоки в городской застройке Красноярска // Инженерная экология.
2012. No3. С. 26-37.
2. Локощенко, М.А., Еланский, Н.Ф., Трифанова, А.В. Влияние метеорологических
условий на загрязнение воздуха в Москве // Экология человека Вестник Российской
Академии естественных наук 2014 №1 с. 64-67
3. Равшанов Н., Таштемирова Н., Убайдуллаев М.Ш. Математическая модель для
анализа динамики аэрозольных и пылевых частиц в воздушной среде // Информационные
технологии моделирования и управления. – 2025. – No 1(139). – С. 29-41.
4. Таштемирова Н. Математическая модель и численный алгоритм для исследования
процесса распространения пылевых и мелкодисперсных аэрозолей в атмосфере //
Проблемы вычислительной и прикладной математики. –2025. –No1(63).– С. 57-76
RAQAMLI VIDEO TASVIRNI QAYTA ISHLASHGA ZAMONAVIY
YONDASHUVLAR TAHLILI
Xudayberdiyev Mirzaakbar Xakkulmirzayevich
Toshkent Axborot texnologiyalari universiteti professori, t.f.d.
To‘xtasinova Ra’noxon G‘anijonovna
Toshkent davlat agrar universiteti
Annotatsiya:
Ushbu maqola raqamli video tasvirlarni qayta ishlash - bu videolarning sifatini
yaxshilash, tasvirlarni optimallashtirish va tahlil qilish jarayonlarini o‘z ichiga oladi. Maqolada
zamonaviy texnologiyalar, xususan, sun’iy intellekt va mashinaga o‘qitish asosidagi usullar,
