شبیه سازی آلودگی هوا ناشی از انتشار گاز کربن دی اکسید در یک ناحیه شهری

شبیه سازی آلودگی هوا ناشی از انتشار گاز کربن دی اکسید در یک ناحیه شهری


پروژه­ حاضر به شبیه ­سازی آلودگی هوا ناشی از انتشار گاز کربن­ دی­ اکسید خروجی از خودروهای موجود در خیابان شهری با استفاده از ansys fluent می­ پردازد. برای مدل کردن گاز کربن دی اکسید، از مدل species transport استفاده شده است.

نقد و بررسی : شبیه سازی آلودگی هوا ناشی از انتشار گاز کربن دی اکسید در یک ناحیه شهری

تعریف مسأله

مسأله­ حاضر به شبیه ­سازی تغییرات کسر جرمی گاز کربن­ دی­ اکسید موجود بر روی یک خیابان شهری می­ پردازد. برای شبیه ­سازی این مدل باید یک ناحیه ­ای به ارتفاع 0.1 متر به عنوان یک منبع تولید گاز کربن­ دی ­اکسید بر روی خیابانی از یک فضای شهری در نظر گرفته بشود. درواقع هدف اصلی از شبیه ­سازی کنونی، بررسی میزان تأثیر جریان هوای آزاد بر روی میزان گاز کربن­ دی ­اکسید تولیدی توسط اگزوز خودروها می ­باشد. از این­ رو، یک ناحیه­­ یکپارچه مخصوص تولید گاز کربن ­دی­ اکسید به عنوان یک منبع تولید جرم بر روی خیابان شهری تعریف شده است. جریان آزاد هوا با سرعت 0.2 متربرثانیه و دمای 300 کلوین وارد ناحیه ­ای حول یک محیط شهری می ­شود. از آنجایی که در مدل حاضر، جریان هوا و گاز کربن­ دی ­اکسید مدل شده است، از مدل گونه ­های گازی انتقالی (species transport) استفاده شده است؛ بدین ترتیب که این گونه ­های گازی شامل هوا و کربن­ دی ­اکسید می­ باشد. مقدار گاز کربن ­دی ­اکسید تولیدی در ناحیه­ تعریفی روی خیابان برابر 4 کیلوگرم می ­باشد.

 

گام 1) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه ­بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler ترسیم شده است. این مدل به صورت مجموعه­ ای از المان ­های سازه ­ای شامل چند بلوک ساختمان و خیابان­ مربوط به یک شهر می ­باشد. یک ناحیه ­ای به شکل مکعب مستطیل به ابعاد 9 m ⨯ 13 m ⨯ 4 m حول این مجموعه­ شهری طراحی شده است. ورودی جریان هوا در سه مقطع جانبی این ناحیه انتخاب شده است. ضمناً ناحیه­ای به ارتفاع 0.1 متر بر روی یکی از خیابان­ های شهری در نظر گرفته شده است.

 

 

شبکه­ بندی مدل با استفاده از نرم­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه­ بندی به صورت بدون سازمان انجام شده و تعداد سلول­ های ایجاد شده برابر 4137570 می­ باشد. شبکه ­بندی در نواحی مجاور مرزهای داخلی ریزتر بوده و از دقت بالاتری برخوردار است.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه­ سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه  ­سازی مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • مدل حاضر از نظر زمانی ناپایا (unsteady) می­باشد؛ زیرا هدف مسأله، تغییرات تراکم گاز کربن ­دی ­اکسید در گذر زمان است.

 

خلاصه­ ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است :

 

 

گام 3) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به کسر جرمی هوا و کسر جرمی گاز کربن ­دی­ اکسید در مدل به دست آمده­ اند. این کانتورهای دو بعدی در مقطع xoy ترسیم شده ­اند.

 

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “شبیه سازی آلودگی هوا ناشی از انتشار گاز کربن دی اکسید در یک ناحیه شهری”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
logo-samandehi