Numerical modelling of car exhaust pollutant dispersion after cold start. Part 1, Open car park

• Autorzy: Brzozowski K.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie numeryczne dyspersji zanieczyszczeń samochodowych po zimnym rozruchu silników. Cześć 1, Parking otwarty

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents computer models to carry out numerical calculations, which will define vehicle pollutant concentrations. Emphasis was laid on problems of vehicle pollutant emission and dispersion caused by cold start. The finite volume method was used to discrete equations describing the process of pollutant dispersion. In addition, the two-cycle decomposition method was employed to solve the set of ordinary differential equations of the first order obtained after discretising the dispersion equation. A meteorological pre-processor, based on relationships resulting from the Monin-Obukhov theory, was used to define eddy diffusivity and the profile of air speed in the lover layer of the atmosphere. Measurements were taken in order to verify the assumed model of dispersion, the method of discretisation, and the computer program developed. Satisfactory compatibility of calculation results and measurements was achieved. The second part of the paper will present a numerical model for predicting concentrations of car exhaust pollutants in an underground car park.

PL

W artykule przedstawiono model komputerowy umożliwiający numeryczne określanie stężeń zanieczyszczeń emitowanych przez silniki pojazdów w obszarach parkingów. Szczególną uwagę zwrócono na emisję w warunkach zimnego rozruchu. Do dyskretyzacji równań opisujących proces rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń wykorzystano metodę objętości skończonych. Do rozwiązania równań różniczkowych zwyczajnych otrzymanych po dyskretyzacji zastosowano schemat dwucykliczny, Parametry ośrodka uzyskano z preprocesora meteorologicznego w oparciu o teorię Monina-Obuchova. Do weryfikacji modelu, metod i narzędzi komputerowych wykonano eksperyment. Uzyskano wystarczającą zgodność wyników obliczeń i pomiarów. W drugiej części artykułu, przedstawiono model numeryczny, umożliwiający symulację stężeń zanieczyszczeń emitowanych przez silniki pojazdów w obszarach parkingów podziemnych.

Słowa kluczowe

PL

ekologia; emisja spalin; modelowanie numeryczne; Parking otwarty; Zimne rozruchy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 7, nr 1
• Strony: 3--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.,

Twórcy

autor

Brzozowski K.

• Technical University of Łódź in Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• [1] Bielaczyc, P. and Merkisz, J.: Cold Start emissions investigation at different ambient temperature conditions. SAE paper, 980401, 1998.
• [2] Laurikko, J. et al.: Exhaust emission in cold ambient conditions: Considerations for a European lestprocedure. SAE paper, 950919, 1995.
• [3] Laurikko, J.: Exhaust emission from motor vehicles in low temperature conditions. 3rd Symposium: Traffic induced air pollution-emissions, impact and air quality, TU Graz, pp. 123-134, 1996.
• [4] Bielaczyc, P.: Effects of cold start and unheated gasoline engine on emission oj toxic exhaust gases. Ph.D. Thesis, Poznan TU (in Polish), 2000.
• [5] Höglund, P.G. and Ydstedt, A. .Reduced air pollution and fuel consumption with preheated car engines. Urban Transport and the Environment for the 21SI Century, International Conference in Lisbon, Portugal, 1998.
• [6] Bellasio, R.: Modelling traffic air pollution in road tunnels. Atmospheric Environment Vol.31 No. 10, pp. 1539-1551, 1997.
• [7] Brzozowski, K.: Computer Simulation of Air Pollutions from Road Traffic. 23rd International Conference on Combustion Engines, Journal of KONES 1997, pp. 99-106, 1997.
• [8] Eerens, H. C, Sliggers. C. J. and Van den Hout, K.D.: The car model : the Dutch method to determine city street air quality. Atmospheric Environment vol. 27B,pp. 389-399, 1993.
• [9] Karim, M. and Matsui, H.: A mathematical model of wind flow, vehicle wake and pollutant concentration in urban road microenvironments. Part I: Model Description, Transportation research Part D Vol. 3 No. 2, pp. 81-92, 1998.
• [10] Sorbjan, Z.: Turbulence and diffusion in the lower atmosphere. PWN, Warsaw (in Polish), 1983.
• [11] Zannetti, P.: Air pollution modeling. Theories, computational methods and available Software. Van Nostrand Reinhold, New York, 1990.
• [12] Brzozowski, K.: Car exhaust pollutant dispersion modelling öfter cold Start of engines. PhD Thesis, University of Bielsko-Biala (in Polish), 2001.
• [13] Kazimierski, Z.: Numerical determination of three-dimensional turbulent flow. Polish Academy of Science, Institute of Turbomachines, Vol. 11 (in Polish), 1992.
• [14] Lomax, H., Pulliam, T.H. and Zingg, D.: Fundamentals of Computational Fluid Dynamics. Springer Verlag, 1999.
• [15] Star CD Methodology. Computational Dynamics Limited, 1998
• [16] Brzozowska, L., Brzozowski, K. and Wojciech, S.: Computational modelling of car pollutant dispersion. Slask, Katowice, 2001
• [17] Marczuk, G.I.: Mathematical modeling of the natural environment. PWN, Warsaw (in Polish), 1985.
• [18] COST Action 710 - Final report: Harmonisation of the pre-processing of meteorological data for atmospheric dispersion models. Luxemburg, 1998.
• [19] Hutzinger, O., Ed. :The handbook of environmental chemistry. - Vol. 4 part A Air Pollution. Springer Verlag, Berlin, 1986.
• [20] Brzozowski, K. and Wojciech, S.: The numerical analysis of car pollutant dispersion. The Archive of Automotive Engineering. PWN, Warsaw, No. 2, pp. 127-140, 2000.
• [21] Ntziachristos, L. and Samaras, Z.: Copert III Computer Programme to Calculate Emissions from Road Transport. Methodology and Emission Factors, European Environment Agency, Copenhagen, 2000.
• [22] Samaras, Z. and Ntziachristos, L.: Methodologies for estimating air pollutant emissions from transport. Average hot emission factors for passenger cars and light duty trucks, LAT Report, No. 9811, Thessaloniki, 1998.
• [23] Joumard, R. Ed.: Methods of estimation of atmospheric emissions from transport. European scientific State of the art. Action COST 319 final report LTE 9901 report, 1999.
• [24] Blaikley, DCW et al.: UG219 TRAMAQ - cold Start emissions. Summary report, AEA Technology, Project Report AEAT/ENV/R/0638 Issue 1, 2001.