Linkový zdroj - Line source

Severojižní dálnice v Malajsie. Silnice může být liniovým zdrojem vzduch a hluková zátěž a nemusí to být přímka.

A zdroj linky, na rozdíl od a bodový zdroj, oblastní zdroj nebo zdroj hlasitosti, je zdrojem vzduchu, hluku, znečištění vody nebo elektromagnetického záření, které vychází z lineární (jednorozměrné) geometrie. Nejvýznamnější lineární zdroje jsou znečištění ovzduší na vozovce, letadlo vzduch emise, hluk vozovky, určité typy zdrojů znečištění vody, které vyzařují spíše v rozsahu řek než z diskrétního bodu, protáhlé světelné trubice, určité dávkové modely v lékařská fyzika a elektromagnetické antény. Zatímco bodové zdroje z znečištění byly studovány od konce devatenáctého století, lineárním zdrojům se nevěnovala velká pozornost vědců až koncem šedesátých let, kdy předpisy o životním prostředí pro dálnice a letiště se začaly objevovat. Zároveň počítače s výkonem zpracování vyhovět potřebám zpracování dat v počítačové modely potřebné k řešení těchto jednorozměrných zdrojů se staly dostupnějšími.

Kromě toho se v této éře šedesátých let poprvé objevil vědci v oblasti životního prostředí kteří překlenuli obory potřebné k dokončení těchto studií. Například meteorologové, chemici a počítačoví vědci v oblasti znečištění ovzduší byli požádáni, aby vytvořili složité modely, které je třeba řešit modelování rozptylu vzduchu na vozovce. Před šedesátými léty tyto speciality inklinovaly k práci v jejich vlastních disciplínách, ale s příchodem NEPA, Zákon o čistém ovzduší, Zákon o kontrole hluku ve Spojených státech a dalších klíčových právních předpisech začala éra multidisciplinární vědy o životním prostředí.

U elektromagnetických lineárních zdrojů došlo v USA k prvotním pokrokům v počítačovém modelování Sovětský svaz a USA na konci roku 2006 druhá světová válka a Studená válka byly částečně bojovány pokrokem v elektronický boj, včetně technologií aktivních anténních polí.

Lineární zdroj znečišťování ovzduší

Hlavní článek: Modelování rozptylu vzduchu na vozovce

Úrovně znečištění ovzduší poblíž hlavních dálnic a měst tepny porušují americké národní normy kvality ovzduší, kde žijí nebo pracují miliony Američanů. Ani interiér budovy nechrání obyvatele před nepříznivou kvalitou vnějšího ovzduší, protože vnější vzduch je přívodem vzduchu a je dobře známo, že kvalita vnitřního vzduchu je obvykle horší než vnější vzduch.

Silnici, kterou projíždějí motorová vozidla, lze idealizovat linkovým zdrojem emitujícím látky znečišťující ovzduší. Tento matematický problém byl poprvé vyřešen v roce 1970 spoluprací fyzika, matematika a počítačová věda.[1][2] Původní teorie předpokládala ustálené dopravní podmínky a meteorologii na dokonale rovné vozovce. V současné době se modely vyvinuly tak, aby se zabývaly proměnlivou meteorologií, časově proměnnými provozními operacemi a složitými geometriemi vozovky. Současná technologie umožňuje návrhářům dálnic a projektantům měst analyzovat alternativní plány rozvoje silnic a hodnotit dopady na kvalitu ovzduší. Stejnou teorii základního modelu lze použít na letištní provoz, protože lineární zdroj je pouze nakloněná čára. Na začátku 70. let byly tyto modely ESL vylepšeny oblastní zdroj modely zohledňující konečnou šířku vozovky.

Lineární zdroj hluku

Hlavní článek: Hluk na vozovce
The Silnice v New Jersey byl jedním z prvních analyzovaných zdrojů linky hluk

Hluk na vozovce je nejdůležitějším příkladem lineárního zdroje hluku, protože tvoří přibližně 80 procent expozice hluku v životním prostředí pro člověka na celém světě. V 60. letech, kdy bylo počítačové modelování tohoto jevu zdokonaleno, se první aplikace modelování šumu lineárního zdroje staly systematickými. Po průchodu Zákon o národní politice životního prostředí a zákon o kontrole hluku,[3] poptávka po podrobné analýze prudce vzrostla a činitelé s rozhodovací pravomocí začali hledat u akustických vědců odpovědi týkající se plánování nových silnic a designu zmírnění hluku. Intenzitu hluku vozovky řídí následující proměnné: provoz operace (rychlost, kamion mix, věk vozidlo vozový park), typ povrchu vozovky, typy pneumatik, geometrie vozovky, terén, mikrometeorologie a geometrie plošných struktur.

Vzhledem ke složitosti proměnných musí být akustickým modelem linkového zdroje počítačový model, který dokáže analyzovat hladiny zvuku v blízkosti vozovek. První smysluplné modely vznikly koncem šedesátých a začátku sedmdesátých let. Dva z předních výzkumných týmů byli BBN v Boston a ESL Inc. Sunnyvale v Kalifornii. Obě tyto skupiny se vyvinuly komplexně matematické modely - umožnit studium alternativních návrhů vozovek, dopravních operací a - zmírnění hluku strategie v libovolném nastavení.[4] Pozdější modifikace modelu se mezi státy rozšířily Oddělení dopravy a plánovače měst, ale přesnost časných modelů se za 40 let nezměnila.

Akustické modely s lineárním zdrojem obecně sledují svazky zvukových paprsků a vypočítávají ztrátu šíření spolu s divergencí svazku paprsků (nebo konvergencí) z refrakčních jevů. Difrakce se obvykle řeší založením sekundární zářiče v jakémkoli bodě topografické nebo antropomorfní „Ostrost“ (např protihlukové stěny nebo stavební povrchy. Meteorologie lze řešit statisticky, což umožňuje skutečné větrná růžice a rychlost větru statistiky (spolu s termoklin data).

Zdroj znečištění vody

Řeka Colorado, účinně přijímající lineární zdroj bahna ze stran Grand Canyon.

Méně časté jsou aplikace liniových zdrojů v oblasti šíření znečišťujících látek ve vodě. Tento jev obecně nastává, když povrchový odtok čistí kontaminanty půdy z horních vrstev půdy a transportuje tyto znečišťující látky do lineární přijímající vody, jako je řeka. Základní postupy hospodaření s půdou, které vedou k těmto zdrojům znečištění vody, jsou protokolování, pesticid aplikace, konstrukce známkování, lomítko a hořet činnost a měst dešťová voda odtok.

K řešení složitosti takového rozšířeného lineárního výboje do dynamického média, jako je tekoucí voda, jsou opět zapotřebí počítačové modely. Výsledný povrchový odtok vody nesoucí znečišťující látky lze považovat za liniový zdroj vypouštěný do řeky nebo potoka. Chemické složení tohoto povrchového odtoku lze charakterizovat modelem povrchového odtoku, jako je algoritmus srážkového odtoku USGS,[5] zatímco přenos in-stream může být analyzován dynamickým modelem znečišťujících řek, jako je DSSAM.

Zdroj světelné emise

Běžný T8 fluorescenční osvětlení trubky používané v kancelářském prostředí

Při studiu osvětlení je řada zdrojů lineární, nejčastěji zářivka Během procesu návrhu osvětlení interiéru je důležité vypočítat intenzitu světla na pracovištích nebo v jiných uživatelských prostorách, a to nejen pro zajištění dostatečného množství světla, ale hlavně nadměrné osvětlení a jeho obsluha plýtvání energií stejně jako nepříznivé účinky na zdraví. Vědci podílející se na výpočtech přenosu světla tedy používají počítačové modely, které rozpoznávají lineární zdroje, když se používají zářivková svítidla. V typickém prostředí mohou existovat stovky světelných zdrojů konečné délky, které zahrnují světelný výkon v kancelářském prostředí. Souvisejícím konceptem jsou ultrafialový trubky používané v fototerapie, kde výstupní záření z trubice lze přesně modelovat zpracováním trubice jako linkového zdroje.[6] Ve větším měřítku osvětlený vozovka může fungovat jako linkový zdroj světelné znečištění.

Viz také

Reference

  1. ^ Michael Hogan, Teoretické základy pro difúzi atmosféry z lineárního zdroje, ESL Inc., Environmental Systems Laboratory, publikace IR-29, Sunnyvale, Ca., 4. května 1970
  2. ^ Richard J. Venti, Atmosférické difúzní modely pro zdroje vozovky, ESL Inc., Environmental Systems Laboratory, publikace ET-22, Sunnyvale, Ca., 5. října 1970.
  3. ^ Public Law No. 92-574, 86 Stat. 1234 (1972) Noise Pollution and Abatement Act z roku 1972, kodifikace změněna na 42 U.S.C. 4901-4918 (1988)
  4. ^ John Shadely, Akustická analýza Silnice v New Jersey rozšiřující se projekt mezi Raritanem a East Brunswickem, Bolt Beranek and Newman, 1973
  5. ^ Algoritmus srážkových srážek z geologického průzkumu USA Archivováno 10.06.2007 na Wayback Machine
  6. ^ David Robert Grimes Chris Robbins, Neil John O'Hare. Modelování dávek v ultrafialové fototerapii, Lékařská fyzika, 37(10) Říjen 2010

externí odkazy