12825

12825

تحليل پراكندگي آلاينده‌هاي خروجي از دودكش مدل ساختمان مكعبي توسط مدل‌هاي آشفتگي k-ε غيرخطي و LES

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

‌بهمن‌ماه 1392

‌بهمن‌ماه 1392

دكتر فرزاد بازديدي تهراني

چكيده مدل‌سازي پراكندگي آلاينده‌ها در اطراف ساختمان‌ مدل در واقع شبيه‌سازي رياضي چگونگي پراكندگي آلاينده‌هاي هوا در اطراف ساختمان مدل است. به بيان ساده مي‌توان گفت كه مدل‌سازي پراكندگي، تخمين غلظت آلاينده‌هاي خروجي از دودكش در هر فاصله دلخواه از آن است. هنگاميكه يك آلاينده خروجي از منبع آن منتقل مي‌شود، ادي‌هاي آشفته در داخل آلاينده آن را پخش مي‌كنند. اين اثرات تركيبي ديفيوژن (پخش) و انتقال معمولاً پراكندگي ناميده مي‌شود. هدف از پژوهش حاضر مطالعه عددي مكانيزم‌هاي موثر بر انتقال آلاينده در اطراف يك ساختمان مدل مكعبي توسط مدل‌هاي k-ε غيرخطي و رهيافت LES با استفاده از بسته نرم‌افزاري كد منبع باز اپن‌فوم است. براي اين منظور شش مدل k-ε غيرخطي كه شامل سه مدل k-ε غيرخطي مربعي و سه مدل k-ε غيرخطي مكعبي براي اپن‌فوم توسعه داده شده‌اند. در رهيافت LES توليد شرايط مرزي ورودي مناسب تاثير چشمگيري بر روي دقت حل بدست آمده دارد. لذا روش نگاشت كاتاوكا و ميزونوكه شامل استخراج اطلاعات مربوط به سرعت لحظه‌اي از يك صفحه در پايين دست صفحه وروديو مجددا وارد كردن اين اطلاعات در ورودي است، براي توليد نوسانات سرعت ورودي در اپن فوم توسعه داده شده است. نتايج حاكي از آن هستند كه مدل‌هاي k-ε غيرخطي به دليل داشتن ترم‌هاي مربعي، ساختارهاي غيرايزوتروپي آشفته جريان را خيلي بهتر از مدل‌هاي خطي پيش‌بيني مي‌نمايند.بعنوان نمونه، اين مدل‌ها براي غيرايزوتروپي‌هاي موجود در مولفه‌هاي نرمال تنش رينولدز بخصوص در نزديكي ديواره بر روي سقف و در ناحيه دنباله در پشت ساختمان مدل نتايج به مراتب بهتري نسبت به مدل‌هاي خطي و مخصوصا k-εاستاندارد ارائه مي‌دهد. رهيافت LES به همراه سرعت ورودي آشفته، كاستي‌هاي مدل‌هاي غيرخطي را بهبود بخشيده و بهترين نتايج را براي ميدان غلظت ايجاد نموده است. نتايج رهيافت LES بدون سرعت ورودي آشفته نشان مي‌دهد كه ورودي آشفته بيشتر در نواحي بالاتر از ارتفاع ساختمان مدل تاثيرگذار است، بدليل اينكه تاثيرپذيري جريان آشفته از جريان¬هاي چرخشي در اين نواحي كمتر شده و بيشتر تابع شرايط ورودي جريان مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي:پراكندگي آلاينده‌ها، اپن فوم، مدل‌هاي k-ε غيرخطي، شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگ، ساختمان مدل مكعبي.