شبیه سازی عددی میدان جریان، ریزگردها و بررسی اثر تغییر معماری ساختمان بر توزیع آنها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، آزمایشگاه پژوهشی دینامیک سیالات محاسباتی، دانشگاه قـم، قم، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه قـم، قم، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه قـم، قم، ایران

چکیده

امروزه با خشک شدن تالاب­ها، سوزاندن سوخت­های فسیلی و مواردی از این دست، وقوع پدیده­ی ریزگردها شدت گرفته­است. جدای از پیامد­های آلایندگی زیستی و فنی ریزگردها، آنها تبعات روانی و اجتماعی نیز دارند. در پژوهش حاضر مدل­سازی پخش ریزگردها با استفاده از شبیه‌سازی عددی انجام شده­است. اثرات تغییر شرایط پیرامونی و  معماری ساختمان با ترسیم خطوط جریان و میدان فشار و نیز محاسبه‌ی غلظت ریزگرد­ها در ترازهای مختلف و در تمام حالات مورد بررسی قرار گرفته‌است. پس از بررسی نتایج مشخص شد از میان پنج ناحیه­ی تعریف شده در اولین مدل ساخته­شده کدام نواحی مکان­های مناسب­تری برای دوری از ریزگردها هستند. سپس نتایج نشان داد که معماری ساختمان اثر قابل توجهی در توزیع ریزگرد­ها در اطراف ساختمان دارد. همچنین با مطالعه نتایج مشخص شد که با نزدیک شدن هر چه بیشتر به سطح زمین، تغییرات غلظت ریزگردها همراه با نوسان‌هایی با دامنه‌ی بزرگتر بوده و تفاوت­های معماری در غلظت ریزگرد­ها در ارتفاع­های پایین­تر اثر بیشتری دارد. نتایج نشان داد در مدل­سازی معماری ساختمان موجود هنگامی که درب ورودی باز باشد نسبت به وقتی که درب بسته است انباشت گرد و غبار کمتر است. در این پژوهش از الگوی‌های مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و مدل عددی توسعه‌یافته برای نرم افزار تجاری Ansys جهت شبیه‌سازی میدان جریان و انتقال ذرات آلاینده استفاده شده‌است.

کلیدواژه‌ها


S. M. Hoseini, Heidarinejad, Legal Examination of transboundary contamination with dust from the perspective of looking at the situation in Iran, Journal of Environment, No. 25, 2013. (in Persianفارسی )
[2]  A. Badalzadeh, A. DanesheShahraki, Dust and environmental effects, the first national conference on the environment Payam Noor University, Esfahan, 1393. (in Persianفارسی )
[3]  M. K. Moayyedi, E. Jabbari, M. M. Hashemi Prpnchy, Euler-Lagrange model for numerical simulation of flow field and particle air pollution (fine dusts) Case Study: Building Central Library of the University of Qom, the first national conference on sustainable development in energy engineering systems, Water and Environment, Tehran, University of science and Technology, 2015. (in Persianفارسی )
[4]  M. H. Shabani, time series analysis of air pollution and energy consumption in Tehran, MSc Thesis, Sharif University of Technology, Tehran, 1377.  (in Persianفارسی )
[5]  K. Haj Nasrollahi, natural gas impact of cars on air pollution in Tehran, accessed 23 jun 2015; http://ganj.irandoc.ac.ir/articles/190429, retrieved in 1394, 1374.  (in Persianفارسی )
[6] S. Di. Sabatino, R. Buccolieri, B. Pulvirenti, R. E. Britter, Flow and Pollutant Dispersion in Street Canyons using FLUENT and ADMS-Urban, WindEng.Ind.Aerodyn, 2007.
[7] S. M. Salim, R. Buccolieri, A. Chan, S. Di Sabatino, Large eddy simulation of the aerodynamic effects of trees on pollutant concentrations in street canyons, Urban Environmental Pollution, 2011.
[8] S. M. Salim, R. Buccolieri, A. Chan, S. Di. Sabatino, Numerical simulation of atmospheric pollutant dispersion in an urban street canyon: Comparison between RANS and LES, WindEng.Ind.Aerodyn, 2011.
[9] C. J. Gan, S. M. Salim, 2014, Numerical Analysis of Fluid-Structure Interaction between Wind Flow and Trees, Proceedings of the World Congress on Engineering.
[10] S. M. Salim, M. Y. Afiq Witri, C. S. Nor Azwadi, M. Shuhaimi, Model Sensitivity Test of Large Eddy Simulation for Wind Flow and Pollutant Dispersion in a Street Canyon, Applied Mechanics and Materials, 2015.
[11] A. Soleimani, H. M. Asgari, S. A Dadalahy, H Elmizadeh, S. H. Khazaei, Optical depth assessment of MODIS satellite imagery in the Persian Gulf, accepted in the journal Marine Science and Technology, 2015.  (in Persianفارسی )
[12] Sh. Mehrabizadeh, S. Soltani, R. jafari, investigating the relationship between climatic factors and the occurrence of dust (CASE STUDY: Khuzestan), Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Soil and Water Sciences, Vol. 19, No. 71,  2015.  (in Persianفارسی )
[13] M. Qomi, F. Ghadimi, the emissions of heavy metals in the dust of the city of Arak, the National Conference on environment and sustainable development, Arak., 1393.  (in Persianفارسی )
[14] M. Hemati, Gh. Rahimi, to investigate the spatial distribution of heavy metals from fine dust particles in the cities, the first national conference on sustainable management of soil resources and the environment, Shahid Bahonar University, 1393.  (in Persianفارسی )
[15] M. Rafeie, S. BaniNaimeh, A. Rasekh, Effect of wind speed in the intensifying concentration of PM10 in the air in Ahvaz, the first national conference on the environment Payam Noor University, Esfahan, 1393.  (in Persianفارسی )
[16] Z. Zhang, R. Wieland, M. Reiche, R. Funk, C. Hoffmann, Y. Li, M. Sommer, Wind modelling for wind erosion research by open source computational fluid dynamics, Ecological Informatics, pp 316–324, 2011.
[17] S. W. Hong, I. B. Lee, I. H. Seo,K. S. Kwon, T. W. Kim, Y. H. Son,M. Kim, Measurement and prediction of soil erosion in dry field using portable wind erosion tunnel, biosystems engineering, pp 68 -82, 2014.
[18] A. soltani, S. jafari, M. Kadkhodaee, Study of aerosol particles movement in laminar flow and the geometry of the stairs with a view After using the Lattice-Boltzmann method, First National Conference and exhibitions on Environment, Energy and Clean Technology, tehran, 1392. (in Persianفارسی )
[19] Kh. Zorufchy Bennis, I. fatehi far, J. Ahmadi, M. Mohammadi, air pollution modeling software using ISCST around Tabriz Oil Refining Company, Journal of Civil and Environmental Engineering, University of Tabriz, No 44, 1393. (in Persianفارسی )
[20] S. Asadi, I. fatehi far; R. A. Ashrafi Pour, M. Rastegari, the correlation between volatile organic compounds and particulate matter with a diameter smaller than 2.5 microns in the air of Tehran, the Sixteenth National Congress of Environmental Health, Tabriz University of Medical Sciences , School of Public Health, 1392. (in Persianفارسی )
[21] D. C. Wilcox, Turbulence Modeling for CFD, 3rd edition, hardcover – D C W Industries, November 1, 2006.
[22] Fluent Inc . 2003-01-25, http://jullio.pe.kr/fluent6.1/help
      /html/ug/node661.htm, accessed  jun 2015.