آمار

تعداد نشریات9
تعداد شماره‌ها447
تعداد مقالات5,733
تعداد مشاهده مقاله8,044,339
تعداد دریافت فایل اصل مقاله6,545,423
شاه نظری, محمدرضا, چنارانی, حمید, احمدپور, آریان. (1402). شبیه سازی پخش ریزگردها در محیط شهری با استفاده از روش گردابه های بزرگ. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 55(11), 1299-1318. doi: 10.22060/mej.2024.22247.7588
محمدرضا شاه نظری; حمید چنارانی; آریان احمدپور. "شبیه سازی پخش ریزگردها در محیط شهری با استفاده از روش گردابه های بزرگ". نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 55, 11, 1402, 1299-1318. doi: 10.22060/mej.2024.22247.7588
شاه نظری, محمدرضا, چنارانی, حمید, احمدپور, آریان. (1402). 'شبیه سازی پخش ریزگردها در محیط شهری با استفاده از روش گردابه های بزرگ', نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 55(11), pp. 1299-1318. doi: 10.22060/mej.2024.22247.7588
شاه نظری, محمدرضا, چنارانی, حمید, احمدپور, آریان. شبیه سازی پخش ریزگردها در محیط شهری با استفاده از روش گردابه های بزرگ. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 1402; 55(11): 1299-1318. doi: 10.22060/mej.2024.22247.7588

شبیه سازی پخش ریزگردها در محیط شهری با استفاده از روش گردابه های بزرگ

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
مقاله 8، دوره 55، شماره 11، بهمن 1402، صفحه 1299-1318    اصل مقاله (1.86 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2024.22247.7588
نویسندگان
محمدرضا شاه نظری* ؛ حمید چنارانی؛ آریان احمدپور
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.
چکیده
آلودگی و پخش ریزگردها در محیط شهری موجب طیف گسترده ای از بیماری ها می شود. گرد و غبار یکی از پدیده های جوی است که آثار نامطلوبی را بر سلامت و محیط زیست وارد می کند. آلودگی ناشی از ریزگردها با منشاهای مختلف در محدوده ی وسیعی از اتمسفر پخش می شود. درک ما از مکانیزم پخش ریزگردها و آشفتگی آنها در مناطق شهری دارای اهمیت بسیار زیادی می باشد چرا که ما را در جهت کاهش اثرات این نوع از آلودگی ها کمک می کند. مدل های دینامیک سیالات محاسباتی به دلیل رویکرد مناسب اقتصادی، برای تحقیق در زمینه ی پخش ریزگردها مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به آشفته بودن جریان باد در داخل شهر، برای مدل سازی این آشفتگی از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ استفاده شده است که در مهندسی باد محاسباتی به صورت گسترده استفاده می شود. در این تحقیق به بررسی ریزگردها در محیط شهری پرداخته شده است. بدین منظور تاثیر زاویه جهت باد و محیط شهری و همچنین ارتفاع ساختمان ها بر توزیع سرعت و پخش ریزگردها با زمان در دو فضای محاسباتی جداگانه بررسی شده است. با مقایسه نتایج میان زاویه صفر درجه و 10 درجه، با افزایش زاویه تشدید آشفتگی جریان مشاهده شده است که این ویژگی های تلاطمی منجر به پخش و ماندگاری بیشتر ریزگردها در محیط شهری می شود. مطابق نتایج مشاهده شد که با توجه به نتایج به دست آمده، روش شبیه سازی گردابه های بزرگ روشی مناسب برای شبیه سازی جریان بادی و غلظت ریزگردها در اطراف ساختمان ها می باشد.
کلیدواژه‌ها
ریزگردها؛ محیط شهری؛ آشفتگی؛ شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ؛ دینامیک سیالات محاسباتی
عنوان مقاله [English]
Investigation of dust dispersion in urban environment using large eddy simulation method
نویسندگان [English]
mohammad reza shah nazari؛ Hamid Chenarani؛ Aryan Ahmadpour
associate prof./ Mechanical faculty/K.N.Toosi university of technology
چکیده [English]
Pollution and the distribution of dust in urban areas have caused a wide range of diseases. Dust is one of the environmental phenomena that has caused adverse effects on health and the environment. Contamination caused by dust of different origins is spread across a wide range of atmospheres. Our understanding of the mechanism of dust distribution and the turbulence in urban areas is very important, which helps us reduce the effects of these types of contaminants. Computational Fluid Dynamics models have been considered in this study due to the economical approach to research in the field of dust distribution. Due to the turbulence of the wind flow inside the city, we use the large eddy simulation method to model this turbulence, which is widely used in computational wind engineering. In this study, we have investigated the dust in the urban area. For this purpose, the effect of the wind direction angle and the urban environment as well as the height of the buildings on the speed distribution and dispersion of fine dust with time has been investigated in two separate computing spaces. By comparing the results between 0° and 10° angle, it has been observed that with the increase of the flow turbulence intensity angle, these turbulent characteristics lead to the dispersion and persistence of fine dust in the urban environment. By comparing the results, we conclude that by creating an angle in the urban area due to increased mixing, the amount of dust distribution in the urban area rises.
کلیدواژه‌ها [English]
Dust, Urban area, Turbulence, Large eddy simulation
مراجع
  1. M. Carpentieri, A.G. Robins, Influence of urban morphology on air flow over building arrays, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 145 (2015) 61-74.
  2. J.-J. Baik, R.-S. Park, H.-Y. Chun, J.-J. Kim, A laboratory model of urban street-canyon flows, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 39(9) (2000) 1592-1600.
  3. J. Baker, H.L. Walker, X. Cai, A study of the dispersion and transport of reactive pollutants in and above street canyons—a large eddy simulation, Atmospheric Environment, 38(39) (2004) 6883-6892.
  4. C.-H. Chang, R.N. Meroney, Numerical and physical modeling of bluff body flow and dispersion in urban street canyons, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 89(14-15) (2001) 1325-1334.
  5. Z.-T. Xie, O. Coceal, I.P. Castro, Large-eddy simulation of flows over random urban-like obstacles, Boundarylayer meteorology, 129 (2008) 1-23.
  6. T. Van Hooff, B. Blocken, Coupled urban wind flow and indoor natural ventilation modelling on a high-resolution grid: A case study for the Amsterdam ArenA stadium, Environmental Modelling & Software, 25(1) (2010) 51-.56
  7. M. Jahangiri, R. Babae, A. Sedaghat, Numerical study of the effect of wind speed on the pollutants dispersion in the channel of an urban street, in:  The 5th National Confrence on environmental Engineering and Management (5CEEM)-31 May 2023, 2011.
  8. M. Llaguno-Munitxa, E. Bou-Zeid, M. Hultmark, The influence of building geometry on street canyon air flow: validation of large eddy simulations against wind tunnel experiments, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 165 (2017) 115-130.
  9. S. Murakami, A. Mochida, Y. Hayashi, S. Sakamoto, Numerical study on velocity-pressure field and wind forces for bluff bodies by κ-ϵ, ASM and LES, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 44(1-3) (1992) 2841-2852.
  10. R.N. Meroney, B.M. Leitl, S. Rafailidis, M. Schatzmann, Wind-tunnel and numerical modeling of flow and dispersion about several building shapes, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 81(13) (1999) 333-345.
  11. Y. Zhiyin, Large-eddy simulation: Past, present and the future, Chinese journal of Aeronautics, 28(1) (2015) 11-24.
  12. E. Aristodemou, L.M. Boganegra, L. Mottet, D. Pavlidis, A. Constantinou, C. Pain, A. Robins, H. ApSimon, How tall buildings affect turbulent air flows and dispersion of pollution within a neighbourhood, Environmental pollution, 233 (2018) 782-796.
  13. M.K. Moayyedi, V. Azadi Talab, Modeling of turbulent atmospheric boundary layer and dispersion of solid pollutant particles in an urban area using large eddy simulation, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 53(5) (2021) 2839-2856 (in persian).
  14. A. Fluent, Ansys Fluent 12.0 theory guide, ANSYS Inc., Canonsburg, PA,  (2009).
  15. D. Drew, R. Lahey Jr, The virtual mass and lift force on a sphere in rotating and straining inviscid flow, International Journal of Multiphase Flow, 13(1) (1987) .121-311
  16. D.A. Lyn, S. Einav, W. Rodi, J.-H. Park, A laserDoppler velocimetry study of ensemble-averaged characteristics of the turbulent near wake of a square cylinder, Journal of Fluid Mechanics, 304 (1995) 285319.
  17. J. Franke, A. Hellsten, H. Schlünzen, B. Carissimo, Best practice guideline for the CFD simulation of flows in the urban environment, COST European Cooperation in Science and Technology, 2007.
  18. F. Baetke, H. Werner, H. Wengle, Numerical simulation of turbulent flow over surface-mounted obstacles with sharp edges and corners, Journal of wind engineering and industrial aerodynamics, 35 (1990) 129147.
  19. Y. Yu, K. Kwok, X. Liu, Y. Zhang, Air pollutant dispersion around high-rise buildings under different angles of wind incidence, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 167 (2017) 51-61.
  20. Gousseau, B. Blocken, T. Stathopoulos, G. Van Heijst, CFD simulation of near-field pollutant dispersion on a high-resolution grid: A case study by LES and RANS for a building group in downtown Montreal, Atmospheric Environment, 45(2) (2011) 428-438.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 618
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 753


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب