عنوان پایان‌نامه
ارزیابی عملکرد مدل های تجاری گوسی در مدل سازی اثر ساختمانهای مکعبی بر پخش و پراکنش آلاینده های هوا در مقایسه با مدل های پیچیده سه بعدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آلودگی هوا
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1313;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69565
- تاریخ دفاع
- ۰۷ تیر ۱۳۹۴
- دانشجو
- ارمان ناییجی
- استاد راهنما
- خسرو اشرفی
- چکیده
- در این پژوهش، برای پیشبینی رفتار پیرایه ستون دود ناشی از انتشار آلاینده هوا با استفاده از نرمافزار FLUENT و مدل AERMOD شبیهسازی صورت گرفت. یکسری نتایج براساس وجود یک دودکش و یک ساختمان در محدوده محاسباتی بهدست آمد و این نتایج با تعدادی نتیجه که براساس وجود فقط یک دودکش در محدوده محاسباتی در شرایط جوی مختلف به‌دست‌آمده مقایسه شد. در مدل گاوسی AERMOD ابتدا با استفاده از پیش‌پردازنده AERMET اطلاعات هواشناسی پردازش شده و پارامترهای لایه مرزی جو به‌منظور استفاده در این مدل تخمین زده می‌شود. در نهایت مدل AERMOD با استفاده از نتایج این پیش‌پردازنده و اطلاعات تکمیلی در مورد منابع انتشار، شبکه پذیرنده و ابعاد ساختمان و موقعیت آن که از PRIME حاصل می‌گردد، محاسبات را انجام داده و نتایج نهایی را ارایه می‌کند. در این تحقیق ابتدا، برای شبیهسازی رفتار پیرایه ستون دود، یک دودکش ساده طراحی‌شده و در نرمافزار GAMBIT شبکهبندی شده و سپس به نرمافزار FLUENT جهت حل عددی آن منتقل‌شد. سپس، برای شبیهسازی رفتار پیرایه ستون دود، یک دودکش ساده و یک ساختمان طراحی شده و در نرمافزار GAMBIT شبکهبندی شده و سپس به نرمافزار FLUENT انتقال داده‌شده است. در این تحقیق برای اعمال طبقات پایداری جوی مختلف، با استفاده از قسمت UDF از نرمافزار FLUENT نیم‌رخ‌های سرعت باد، دما، انرژی جنبشی تلاطم و نرخ میرایی در ورودی لایه مرزی جو معرفی شدهاند. در شرایط جوی خنثی و همچنین در شرایط جوی پایدار در حضور ساختمان، در یکسری از نقاط نرمافزار FLUENT مقادیر کمتری در مقایسه با نتایج حاصل از AERMOD پیشبینی کرده اما در یکسری از نقاط دیگر نتایج حاصل از FLUENT مقدار غلظت‌های بیشتری در مقایسه با مدل AERMOD بوده است. در شرایط جوی خنثی در غیاب ساختمان نتایج حاصل از نرمافزار FLUENT مقدار غلظت‌های کمتری در مقایسه با نتایج حاصل از AERMOD پیشبینی نمود. در شرایط جوی پایدار در غیاب ساختمان نتایج حاصل از نرمافزار FLUENT مقدار غلظت‌های بیشتری در مقایسه با نتایج حاصل از AERMOD پیشبینی نمود. در شرایط جوی ناپایدار در حالت‌های حضور و عدم حضور ساختمان مقادیر حاصل از نرمافزار FLUENT در مقایسه با مقادیر غلظت بهدست آمده از مدل AERMOD بزرگتر بوده است. در شرایط جوی خنثی و در حضور ساختمان حداکثر غلظت حاصل از نرمافزار FLUENT،211/0 برابر حداکثر غلظت منتج از مدل AERMOD با حضور ساختمان شده است. در شرایط جوی خنثی و در غیاب ساختمان غلظت بیشینه حاصل از FLUENT ، 06/1 برابر حداکثر غلظت منتج از AERMOD شده است. در شرایط جوی پایدار و در حضور ساختمان بیشینه غلظت منتج از نرمافزار FLUENT، 619/0 برابر حداکثر غلظت حاصل از مدل AERMOD با حضور ساختمان شده است. در شرایط جوی پایدار و در غیاب ساختمان غلظت بیشینه منتج از FLUENT ، 147/1 برابر غلطت بیشینه منتج از AERMOD شده است. در شرایط جوی ناپایدار حداکثر غلظت حاصل از نرمافزار FLUENT در حضور ساختمان 7435/1 برابر حداکثر غلظت منتج از مدل AERMOD با حضور ساختمان شده است. در شرایط جوی ناپایدار و در غیاب ساختمان غلظت بیشینه حاصل از FLUENT ، 916/2 برابر حداکثر غلظت حاصل از AERMOD شده است. در شرایط جوی ناپایدار مقدار ATC_p (ضریب انتقال جوی) بهدست آمده از مدل AERMOD بیشتر از مقدار ATC_o حاصل از روش تجربی شده است. نسبت ATC_p/ATC_o در این وضعیت 178/0 شده است. در شرایط جوی خنثی مقدار ATC_p حاصل از مدل AERMOD بیشتر از مقدار ATC_o بهدست آمده است. نسبت ATC_p/ATC_o در این وضعیت 636/63 شده است. این مقادیر نشان می‌دهند که مدل AERMOD در شرایط جوی خنثی پش‌بینی دقیقی انجام می‌دهد اما در شرایط جوی ناپایدار مقادیر آن بیشتر از مقدار اندازه‌گیری شده است.
- Abstract
- In this project, the plume rise of an air pollutant emission is simulated using ANSYS FLUENT and AERMOD model. First group of results acquired based on modeling of a stack and a building in the domain and the results of this analysis have been compared with the second group of results that have been obtained based on simulation just a simple stack in the computational domain at the different atmospheric stability conditions. In the first part of this research study, a simple stack has been modelled and meshed in GAMBIT to simulate plume rise and then transferred to FLUENT. In the second part of the study, In addition to the stack, a building have been created and meshed in Gambit and then exported it to FLUENT. For setting up the different atmospheric stability conditions user defined function () facility of software by defining wind speed, temperature, turbulence kinetic energy ( !) and dissipation rate profiles have been used at the inlet of the atmospheric boundary layer. In neutral and stable atmospheric conditions, in the case of having cubic building in the domain, the results obtained from in some points of domain are smaller than the results of "#$% model and the results acquired from in some other points of domain are bigger than the results of "#$% model. But in neutral atmospheric conditions, in the case of not having any buildings in the domain, the results acquired from are smaller than the results of "#$% model. In stable atmospheric conditions, in the case of not having any buildings in the domain, the results acquired from are bigger than the results of "#$% model. In unstable atmospheric conditions, in the case of having cubic building in the domain, the results obtained from are bigger than the results of "#$% model. However, if there is no buildings in the domain, the results acquaired from are bigger than the results of "#$% model. In neutral atmospheric conditions, the maximum value of concentrations obtained from in the case of having cubic building in the domain is 0.211 times greater than the largest amount of concentrations acquired from "#$% model and the maximum value of concentrations came by from without any buildings in the domain is 1.06 times larger than the largest amount of concentrations obtained from #$%. In stable conditions, the maximum value of concentrations obtained from in the case of having cubic building in the domain is 0.619 times greater than the largest amount of concentrations acquired from model and the maximum value of concentrations came by from without any buildings in the domain is 1.147 times larger than the largest amount of concentrations obtained from "#$%. In unstable conditions, the maximum value of concentrations obtained from in the case of having cubic building in the domain is 1.7435 times greater than the largest amount of concentrations acquired from "#$% model and the maximum value of concentrations came by from without any buildings in the domain is 2.916 times larger than the largest amount of concentrations obtained from "#$%. In winter unstable conditions, the Atmospheric Transfer Coefficients (predictional) (" 01) value obtained from the AERMOD model are overestimated in comparison with the Atmospheric Transfer Coefficients (Observational) (" 02) (this value is obtained from experimental methods) value. The ratio of in this situation has been 0.178. In summer neutral conditions, the " 01 value obtained from the AERMOD model is overestimated in comparison with the " 02 value. The ratio of in this situation has been 63.636. These results show that the AERMOD model estimate accurately results for neutral state but in the unstable state, the results come by from the AERMOD model were overestimated.
