بررسی نتایج شبیه سازی پخش آلایندگی در سطح شهر در فلوینت و مقایسه آن با نرم افزار فلوداین

سال انتشار: 1396
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 476

فایل این مقاله در 8 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

CANPM06_195

تاریخ نمایه سازی: 26 مرداد 1397

چکیده مقاله:

امروزه آلودگی هوا در بین جوامع صنعتی به یکی از نگرانیهای اصلی مدیریت شهری تبدیل شده است. آلودگی هوا به طرق گوناگون میتواند آثار زیانبار درازمدت و کوتاهمدتی بر سلامت انسانها بگذارد. در بین روشهای مختلف تعیین غلظت آلاینده ها مانند اندازه گیری میدانی، مدل سازی فیزیکی و تست تونل باد، و مدل سازی ریاضی؛ روش مدلسازی یکی از کاربردی ترین روشهاست. مدل سازی انتشار، روشی برای تخمین میزان تمرکز و غلظت آلاینده ها در سطح زمین و در فواصل مختلف نسبت به منبع آلاینده میباشد. در میان مدلهای پخش و پراکنش آلاینده ها، یکی از ساده ترین مدلها مدل گوسی است. به دلیل فرضیات ساده کنندهای که در مدل گوسی به کارگرفته شده است، از این مدل نمیتوان جهت پیش بینی و تخمین غلظت آلاینده ها در محدوده شهری استفاده نمود. مدلهای نیمه تجربی دیگری نیز مانند AERMOD بر اساس مدل گوسی توسعه داده شده و مورد استفاده قرار میگیرند که ضمن درنظرگرفتن برخی پیچیدگی ها در مدلسازی، اما به دلیل سادهسازیهای زیاد، و وجود پارامترهای تجربی در مدل، همچنان قادر به مدلسازی اغتشاش و تعیین میدان باد و مدلسازی نواحی با هندسه پیچیده مانند مناطق شهری نمیباشند. با استفاده از دانش دینامیک سیالات محاسباتی، میتوان تاثیر عوارض دلخواه سطح زمین، دما، رطوبت، اغتشاشات جریان و سایر پارامترها را لحاظ کرده و به همین دلیل منجر به تخمین دقیق میدان باد و غلظت آلاینده ها میشود. ازاین رو مدلهای گوناگونی جهت تعیین میدان باد و پخش و پراکنش آلاینده ها، بر مبنای دینامیک سیالات محاسباتی توسعه داده شده است. با استفاده از نرمافزار تجاری Fluidyn بررسی نحوه پخش آلاینده های گازی و ذرات، در منطقه شهری و مقیاس میکرو انجام شده است. همزمان روش دیگری توسط نویسندگان مقاله ایجاد شد تا بتوان این دو روش دینامیک سیالات محاسباتی متفاوت را برای یک مورد مشابه با هم مقایسه کرد. منطقه درنظر گرفته شده دانشگاه شریف و مناطق اطراف آن است و پخش گاز دی اکسید کربن در آن مورد بررسی قرار گرفته است. جریان باد، به صورت غیرقابل تراکم، پایا، و در دمای ثابت بوده و از مدل اغتشاشی k  استفاده شده است. پس از جمع آوری تمام داده های موردنیاز جهت مدلسازی مانند هندسه محدوده موردبررسی، انتشار منابع آلاینده، شرایط مرزی و پارامترهای هواشناسی، و تولید شبکه نامنظم و نامنظم، معادلات پیوستگی، مومنتوم، و پخش آلاینده ها توسط حلگر نرمافزار به روش حجم محدود حل شده و توزیع غلظت دی اکسید کربن در محدوده مورد بررسی تعیین میشود. نتایج به دست آمده نشان میدهد الگوی پخش آلاینده ها وابستگی زیادی به پارامترهای ذکرشده، مخصوصا هندسه محل مورد بررسی، اندازه و جهت سرعت باد داشته که مدل گوسی، مدلهای نیمه تجربی و یا مدلهای دوبعدی عددی ارایه شده نمیتوانند تاثیر متغیرهای ذکرشده را به روشنی بیان کنند. با مقایسه این دو روش نشان داده شد که میانگین غلظت با ورودی یکسان، در سناریو برنامه توسعه داده شده توسط نویسندگان بسیار بیشتر از نتایج نرم افزار Fluidyn بود. دقت و رزولوشن نتایج در مدل برنامه توسعه داده شده بیشتر بوده و نتایج در مدل برنامه توسعه داده شده منطقی تر از مدل اجرا شده در فلوداین بود.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

کیهان بابایی

دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه بریتیش کلمبیا

محمدسعید سعیدی

عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف