14464

14464

تحليل تأثير شرايط مرزي ورودي و خروجي مختلف در شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگِ پراكندگي آلاينده‌ها در اطراف ساختمان‌هاي مدل

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اسفندماه 1393

اسفندماه 1393

دكتر فرزاد بازديدي طهراني

مكانيك

چكيده هدف از پايان‌نامه پيش‌رو بررسي و تحليل عددي مكانيزم‌هاي موثر بر ميدان جريان و پراكندگي آلاينده‌ها پيرامون يك دره خياباني (Street Canyon) ساده توسط مدل‌هاي ‌معادلات ناوير-استوكس متوسط‌گيري‌شده رينولدز (RANS) و رهيافت شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگ (LES) با استفاده از چند روش توليد آشفتگي ورودي مختلف مي‌باشد. به همين منظور، از چهار روش گردابه، نگاشتي، سنتزي و بدون آشفتگي ورودي به عنوان توليدكننده‌هاي آشفتگي ورودي در LES استفاده گرديده است. همچنين در شبيه‌سازي‌هاي RANS، سه مدل آشفتگي Standard k-ε، Realizable k-ε و RNG k-ε بكار رفته است. براي مدل‌هاي RANS و همچنين روش‌هاي گردابه و سنتزي در LES، بسته نرم‌افزاري انسيس فلوئنت و براي روش‌هاي نگاشتي و بدون آشفتگي ورودي از كد منبع باز اپن‌فوم (OpenFOAM) استفاده شده است. ابعاد ساختمان‌ها به گونه‌اي است كه عرض و ارتفاع آن‌ها برابر با عرض دره خياباني بوده و طول آن‌ها 10 برابر عرض دره خياباني مي‌باشد. براي مدل كردن منابع آلاينده از چهار منبع خطي در كف دره خياباني استفاده شده است. نتايج حاكي از آن است كه روش گردابه، ساختارهاي منسجم ميدان جريان را به خوبي آشكار نموده درحالي‌كه ساير روش‌هاي توليد آشفتگي ورودي برخي ساختارهاي جرياني را به‌درستي مدل ننموده‌اند. همچنين دو ساختار مهم كه توسط تمامي روش‌ها مدل شده‌اند، گردابه دره و گردابه گوشه نام دارند كه تاثير زيادي بر تهويه هواي داخل دره خياباني مي‌گذارند. مقدار غلظت بر روي ديوار بادپناه ساختمان اول حدود چهار برابر ديوار بادگير ساختمان دوم به دست آمده است. همچنين مقدار غلظت در قسمت پاييني ديوار بادپناه ساختمان اول كه محل انباشتگي آلاينده‌ها مي‌باشد، بيشينه است. از بين روش‌هاي مختلف، روش گردابه مقدار غلظت را بر روي اين ديوارها بهتر از ديگر روش‌ها پيش‌بيني نموده است. مقايسه زمان پردازش مورد نياز براي روش‌هاي مختلف نشان مي‌دهد كه روش بدون آشفتگي ورودي و روش نگاشتي به ترتيب داراي كمترين و بيشترين زمان پردازش هستند. روش سنتزي نيز با اينكه به پارامترهاي ورودي بيشتري نسبت به روش گردابه نياز دارد ولي زمان پردازش موردنياز آن كمتر مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: پراكندگي آلاينده‌ها، رهيافت شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگ، روش‌هاي توليد آشفتگي ورودي، دره خياباني، ديناميك سيالات محاسباتي.