Analysis of pollutant dispersion in flow around the array of buildings

• Autorzy: Gnatowska R. , Moryń-Kucharczyk E.

Warianty tytułu

PL

Analiza rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń gazowych wokół układu budynków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem of pollution dispersion throughout atmospheric boundary layer has grown in importance since human activity has become so intense that it started having considerable impact on natural environment. The level of concentration of pollutants has escalated, particularly in urban areas and it impacts on their inhabitants. The paper presents the results of the complex research program aimed at understanding a character of the flow field in neighborhood of bluff-bodies immersed in a boundary layer and characteristics of pollutants dispersion in that area. Analysis of gas pollutants dispersion process requires in-depth identification of the structure of flow around the buildings. The analysis has been performed for the 3D case of two in-line surface-mounted bluff bodies, arranged in tandem, which were placed with one face normal to the oncoming flow. The mean concentration profiles of tracer gas (CO2) for various interobstacle gaps were measured in wind tunnel. Characteristic feature of flow field around groups of buildings in urban areas is high level the unsteady phenomena resulting from itself character of the wind or from the interference of the wake flow connected with a process of vortex shedding. This is the factor affecting process of the dispersion of pollutants in the built-up area acting more complex the mechanism of propagate of small parts explained on the basis of processes of advection and turbulent diffusion. The local characteristics of flow were obtained by the use of commercial CFD code (FLUENT).

PL

Problem rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w przyziemnej warstwie atmosfery nabrał znaczenia, gdy działalność człowieka stała się na tyle intensywna, że zaczęła wywierać istotny wpływ na stan środowiska naturalnego. Poziom koncentracji zanieczyszczeń nasilony jest zwłaszcza w obszarach zurbanizowanych, oddziałując na jego mieszkańców. W pracy przedstawiono wyniki modelowych badań dotyczących procesu dyspersji zanieczyszczeń gazowych w strefie zabudowanej. Ich celem było określenie wpływu konfiguracji obiektów, stopnia ich „zanurzenia” w warstwie przyziemnej, a także położenia źródła emisji na rozprzestrzenianie się znacznika gazowego (CO2) emitowanego w ich otoczeniu ze źródła skupionego. Analiza procesu dyspersji zanieczyszczeń gazowych wymaga dokładnego rozpoznania struktury przepływu wokół elementów zabudowy. Badany układ typu tandem stanowiły dwa trójwymiarowe modele budynków o różnych wysokościach ustawione w jednej linii. Profile koncentracji gazu znacznikowego (CO2) dla różnych konfiguracji obiektów zmierzono w tunelu aerodynamicznym. Cechą szczególną pól prędkości w otoczeniu grupy opływanych budynków jest wysoki poziom niestacjonarności wynikający zarówno z samego charakteru wiatru, jak i z faktu generowania przez obiekty zjawisk periodycznych związanych z procesem schodzenia wirów. Jest to czynnik, który oddziałuje na proces dyspersji zanieczyszczeń w obszarze zabudowanym, czyniąc jeszcze bardziej złożonym mechanizm rozprzestrzeniania się cząstek, tłumaczony na podstawie procesów adwekcji i turbulentnej dyfuzji. Wykorzystywane w pracy charakterystyki aerodynamiczne opływu budynków uzyskane zostały z wykorzystaniem programu FLUENT.

Słowa kluczowe

EN

buildings arrays; pollutant dispersion; experimental and numerical modelling

PL

dyspersja zanieczyszczeń; układ budynków; modelowanie eksperymentalne i numeryczne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, No. 1
• Strony: 37--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Gnatowska R.

• Institute of Thermal Machinery, Czestochowa University of Technology, al. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa

autor

Moryń-Kucharczyk E.

• Institute of Thermal Machinery, Czestochowa University of Technology, al. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Blocken B. and Carmeliet J.: Pedestrian wind environment around buildings: Literature review and practical examples. J. Thermal Envir. Bldg. Sci., 2004, 28(2), 107-159.
• [2] Robins A.: Wind tunnel dispersion modelling some recent and not so recent achievements. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 2003, 91, 1777-1790.
• [3] Moryn-Kucharczyk E. and Gnatowska R.: Pollutant dispersion in flow around bluff bodies arrangement. Wind Energy. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 2007, 49-53.
• [4] Ferreira A.D., Sousa A.C.M. and Viegas D.X.: Prediction of building interference effects on pedestrian level comfort. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 2002, 90, 305-319.
• [5] Martinuzzi R.J. and Havel B.: Turbulent flow around two interfering surface-mounted cubic obstacles in tandem arrangement. J. Fluid Eng., 2000, 122, 24-31.
• [6] Hosker R.P. Jr.: Empirical estimation of wake cavity size behind block-type structures. Amer. Meteorol. Soc., Boston, Mass, 1978, 603-609.