شبیه سازی پخش آلودگی هوا در مجرای خیابان

چکیده افزایش آلودگی حاصل از ترافیک و کاهش تهویه طبیعی آلودگی، سبب تجمع آلودگی در مجراهای خیابان می شود. تهویه طبیعی آلودگی در مجرای خیابان ضعیف است و دلیل آن نیز این است که جریان باد نمی تواند به خوبی وارد مجرای خیابان شود و به همین خاطر آلودگی در قسمت های پایینتر مجرا به تله می افتد. در این پروژه پخش آلودگی و جریان باد در مجراهای مختلف خیابان نسبت های منظری مختلف (w/h) و نسبت های مختلف ارتفاع (h_2?h_1 ) و سرعت های مختلف با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. با پیشرفت سریع در الگوریتم های عددی و سخت افزار کامپیوتر، دینامیک سیالات محاسباتی(cfd) به طور وسیعی برای تحقیق در میدان باد و انتشار آلودگی در مجراهای خیابان شهری مورد استفاده قرار می گیرد. دستاوردها و پیشرفت های اخیر در بررسی آلودگی مجرای خیابان با استفاده از روش های مدل سازی cfd در این پروژه مرور شده است. مدل های توربولانسی standard k-? وrng k-? که همان معادلات متوسط گیری شده ناویر استوکس (rans) است، در تحقیقات میدان جریان مجرا شامل اثرات نسبت منظری، شکل ساختمان، مسیر باد، شدت توربولانسی جریان ورودی مورد استفاده قرار می گیرند. مدل های توربولانسی standard k-? وrng k-? به همراه مدل انتقال گونه ها بدون واکنش، برای بررسی میدان باد و پخش آلودگی در داخل مجراهای خیابان به کار گرفته شده است. دامنه حل عددی نیز توسط نرم افزار گمبیت گسسته سازی شده است. نسبت های منظری متغیر از 1 تا 4 در این پروژه استفاده شده است. این نسبت های منظری بازه ای از رژیم های پایه جریانی را در بر دارند که شامل جریان با تماس کم (w/h=1)، جریان تداخلی دنباله(w/h=2/5) و رژیم جریانی زبر و مجزا شده (w/h=4) است که توسط آک (1988) ارائه شده است. برای شبیه سازی انتشار آلودگی حاصل از وسائط نقلیه، یک خط منبع آلودگی در وسط خیابان قرار داده شده است. قانون توان برای پروفیل سرعت ورودی به کار گرفته شده است. در سرعت های پایین، نتایج توافق خوبی با مقادیر حدی بدست آمده برای رژیم های جریانی مختلف ارائه شده توسط آک (1988) دارد. ولی افزایش سرعت، مرز رژیم های جریان را از بین می برد. در سرعت های بالاتر اساساً پخش آلودگی تحت تأثیر اختلاط بهتر در داخل مجرا است. نتایج نشان می دهد که رژیم جریان و الگوهای پخش آلودگی هم وابسته به هندسه مجرا و هم وابسته به سرعت ورودی است. هدف این پروژه نشان دادن رژیم های مختلف جریان در هندسه های مختلف مجرا و سرعت های مختلف ورودی است. نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و توافق مطلوبی بدست آمده است. کلمات کلیدی: مجرای خیابان شهری، انتشار آلودگی، نسبت منظری خیابان، مدل توربولانسی k-?، مدل انتقال گونه ها