شبيه سازي نحوه پخش آلودگي در پشت يك ساختمان با استفاده از يك روش RANS-LES

Simulation of pollution dispersion behind a building using a RANS-LES model

امروزه مبحث آلودگي هوا به يكي از بزرگترين معضلات خصوصا در شهرهاي بزرگ تبديل شده است كه اثرات فراواني بر محيط زيست و سلامتي افراد مي-گذارد. در اين مقاله‌ نحوه پخش آلاينده گازي سبك در اطراف يك ساختمان در جريان آشفته 3 بعدي غيرقابل تراكم با استفاده از يك مدل توربولانسي تركيبي تشريح مي گردد. آلودگي در اطراف يك ساختمان در رژيم باد كم سرعت ممكن است در نواحي خاصي تجمع يابد و براي محيط زيست و پياده رو مشكلات عمده اي ايجاد كند. جريان آشفته باد بر روي ساختمان بدليل وجود پيچيدگيهايي چون گوشه هاي تيز، وجود گردابه هاي گوناگون، اثر زمين و غيره يكي از بهترين انتخابها براي ارزيابي مدلهاي توربولانسي مي باشد. مدل تركيبي DES يك مدل تركيبي RANS-LES يك معادله اي براي شبيه سازي جريان آشفته است كه بدليل ذات روش در نزديكي مرز، شبيه RANS و دور از آن همانند LES عمل مي كند. متعاقبا زمان محاسبه اين روش تركيبي در مقايسه با روشهاي يك معادله اي از نوع LES كاهش خواهد يافت. بمنظور ارزيابي مدل DES، نتايج حاصله از آن با مدلهاي اسماگورينسكي و يك معادله اي مقايسه شده است. همچنين به منظور صحت سنجي، نتايج حاصل از شبيه سازي عددي با نتايج تجربي ساير محققين مقايسه شده است. نتايج حاكي از آن است كه روش DES تطابق خوبي با نتايج تجربي و ساير مدلهاي توربولانسي از نوع LES دارد و از پتانسيل خوبي براي شبيه سازيهاي بزرگتر برخوردار مي باشد.

Today the air pollution is one of the biggest problem specially in mega cities and it effects directly on human health and environment. in this article pollution dispersion for the light gas pollutant around a building in turbulent 3D incompressible flow using a hybrid turbulence model has been investigated. Pollution around a building in low speed wind may aggregate in some regions and make special problems for pedestrian and environment. Turbulent wind flow over buildings due to the complexity like sharp corners, ground effect, different vortexes and other factors is one of the best choices to evaluate efficiency and accuracy of turbulence methods. DES is hybrid RANS-LES models for simulating turbulent flow which for their characteristic, treat near wall as RANS and farther the wall act as LES model. Consequently computational time will decrease compared to traditional LES models. To evaluate DES model, DES results has been compared with smagorinsky and one-equation model. Also to validate, the simulation results are compared with experimental data. The DES results show good agreement with experiment and LES models and this hybrid model has a good potential for large scale wind engineering problems.