مدل‌سازی لایه مرزی اتمسفری آشفته و پراکندگی ذرات آلاینده ریزمقیاس جامد در یک محدودة شهری به کمک الگوی شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ

نویسندگان

1 بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه قم

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه قم

doi
10.22060/mej.2020.17685.6656
چکیده

یکی از عوامل مهم در میزان کیفیت هوای کلان شهرها وزش باد در آن محیط است. به طوری که اگر برای مدت طولانی پدیدۀ سکون هوا رخ ‌دهد در نتیجۀ آن، افزایش غلظت آلاینده‌ها ایجاد و منجر به شرایط بحرانی می‌شود. نحوۀ پراکندگی این ذرات به عواملی مانند سرعت باد، هندسه‌ محیط و مشخصات فیزیکی آلاینده‎ها بستگی دارد. پیش‌بینی نحوه‌ پراکندگی آنها در یک محیط شهری نیازمند مدل‌سازی دقیق و با قابلیت تفکیک پذیری بالا می‌باشد. در این پژوهش از روش‌ دینامیک سیالات محاسباتی برای مدل‌سازی میدان جریان هوا و پراکندگی ذرات آلاینده استفاده شده‌است. در بخش اول، یک مدل ساده شامل یک ساختمان شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل با داده‌های تجربی مقایسه و اعتبارسنجی شده‌است. با شناخت پارامترهای بهینه برای تنظیم مدل، در بخش دوم یک منطقه از شهر تهران با ساختمان‌های بلند مرتبه و چیدمان نامنظم در نظر گرفته شده و میدان سرعت و پراکندگی و نشست ذرات آلاینده در این محیط واقعی نیز شبیه‌سازی شده‌است. با توجه به هندسه سه‌بعدی و پیچیدگی فیزیک جریان آشفته، از الگوی شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ استفاده شده است. نتایج پژوهش شامل تغییرات غلظت آلاینده‌ها در سطوح مختلف در طول زمان ارائه و پیرامون عوامل موثر در میزان غلظت آلاینده‌ها بحث شده‌است.