ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТАХ С УЧЕТОМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ

  • Zh. E. Bekzhigitova Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан,
  • A. A. Issakhov Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-1937-8615
  • E. Satkanova Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы
Ключевые слова: городской уличный каньон, турбулентная модель, уравнения Навье-Стокса, модель LES, химическая реакция, загрязнение воздуха

Аннотация

В настоящей работе было произведено численное моделирование распространения загрязняющих веществ вследствие протекания химической реакции вблизи проезжей части внутри городского уличного каньона. В ходе нашего проведенного исследования были изучены дисперсионные свойства газа при столкновении с идеализированными зданиями, составляющими городской  каньон. В заключении была дана качественная оценка, характеризующая характер распространение концентрации загрязнителя и проанализирован процесс появления зон с повышенной турбулентностью, в которых образовываются вихри, препятствующие вентиляционным свойствам горизонтального потока, что в значительной степени сказывается на здоровье и жизнедеятельности людей. В качестве рассматриваемых химически активных ве- ществ были выбраны NO и NO2, выбрасываемые в область каньона, третьим реакционным веществом был выбран озон O2, присутствующий в составе движущегося потока воздуха. Полученные результаты могут быть использованы в дальнейшем для использования транс- портными проектировщиками и дорожными инженерами, целью которых является снижение концентрации оксидов азота вблизи пешеходной зоны города. Все полученные результаты были сначала апробированы на тестовых задач, результаты которых отлично согласуются с численными и экспериментальными значениями других авторов.

Литература

[1] Abhijith K.V., Kumar P., Gallagher J., McNabola A., Baldauf R., Pilla F., et al., "Air pollution abatement performance of green infrastructure in open road and built-up street canyon environments-A review" , Atmospheric Environment (2017): 71–86.
[2] Kumar P., Ketzel M., Vardoulakis S., Pirjola L., Britter R., "Dynamics and dispersion modelling of nanoparticles from road traffic in the urban atmospheric-A review" , Journal of Aerosol Science (2011): 580-603.
[3] Oke T.R., "Street design and urban canopy layer climate" , PEnergy and Buildings (1998): 103-113.
[4] Tominaga Y., Stathopoulos T., "Ten questions concerning modeling of near-field pollutant dispersion in the built environment" , Building and Environment no. 105 (2016): 390-402.
[5] Tominaga Y., Stathopoulos T., "CFD simulations of near-field pollutant dispersion with different plume buoyancies" ,
Building and Environment (2018): doi: 10.1016.
[6] Carpenter L.J., Clemitshaw K.C., Burgess R.A., Penkett S.A., Capes J.N., McFadyen, "Investigation and evaluation of the NOx/O3 photochemical steady state" , Atmospheric Environment no. 32 (1998): 3353-3365.
[7] Baker J., et al., "A study of the dispersion and transport of reactive pollutants in and above street canyons e a large eddy simulation" , Atmospheric Environment no. 38 (2014): 6883-6892.
[8] Zhong J., Cai X.M., Bloss W.J., "Modelling the dispersion and transport of reactive pollutants in adeep urban street canyon: Using large-eddy simulation" , Enviromental Pollution no. 200 (2015): 42-52.
[9] Kim M.J., et al., "Urban air quality modeling with full O3-NOx-VOC chemistry: implications for O3 and PM air quality in a street canyon" , Atmospheric Environment no. 47 (2011): 330-340.
[10] Kwak K.H., Baik J.J., "A CFD modeling study of the impacts of NOx and VOC emissions on reactive pollutant dispersion in and above a street canyon" , Atmospheric Environment no. 46 (2012).
[11] Denev J.A., Frohlich J., Bockhorn H., "Direct Numerical Simulation of mixing and chemical reactions in a round jet into a crossflow- a benchmark" , In Trans. Of the High Perfomance Computing Center Stuttgart (HLRS) 2006. Springer. Editors: W.E.Nagel, W. Jaeger and M. Resch (2006): 237-251.
[12] "ANSYS Fluent theory guide 12.0" , Canonsburg, PA: ANSYS Ltd (2012).
Опубликован
2021-04-16