Modelowanie pola wiatru nad Łodzią z zastosowaniem metody elementu skończonego

• Autorzy: Kamiński K. , Kamiński W. , Petera J.

Warianty tytułu

EN

Modelling of wind field over city Łódź using the finite element method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono model rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza nad obszarem Łodzi, wykorzystujący metodę elementu skończonego. W precyzyjnie zdefiniowanej dziedzinie obliczeniowej uwzględniono dostępne dane topograficzne i urbanistyczne oraz zlokalizowano sieć arterii komunikacyjnych stanowiących kanały przewietrzające miasto. W pierwszym etapie procesu obliczeniowego całkowano równania Naviera-Stokesa i zachowania masy, co pozwoliło na wyznaczenie pola prędkości. W drugim etapie rozwiązywano równanie transportu zanieczyszczeń. W pracy przedstawiono pola wiatru otrzymane dla różnych kierunków i prędkości napływających mas powietrza. Ponadto pokazano symulację hipotetycznego uwolnienia niebezpiecznej substancji na terenie miasta. Zaproponowany model matematyczny jest uniwersalnym narzędziem modelowania pól stężeń zanieczyszczeń, które nie ulegają reakcjom chemicznym w atmosferze dla różnych warunków obejmujących temperaturę powietrza oraz prędkość i kierunek wiatru.

EN

The prediction model of air pollution dispersion over the Łódź area is presented. The finite dement method was applied. The model reflects the topography, average height of buildings and roads which are the ventilation passages for the urban area. At the beginning of computational process the Navier-Stokes and mass balance equations were integrated. On the basis of these results wind velocity fields were determined. In the second step the solution of pollution transport equation, was achieved. Results of the simulation for different wind directions and velocities are discussed. Additionally, accidental release of a hazardous substance to the atmosphere in the city is presented. The model is a universal tool for modelling the non-reactive air pollution fields for different conditions including atmosphere temperature, wind velocity and direction.

Słowa kluczowe

PL

rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń powietrza; modelowanie numeryczne atmosfery; metoda elementów skończonych

EN

air pollution dispersion; numerical modelling of atmosphere; finite element method

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr s3
• Strony: 371--379
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., 6 rys.

Twórcy

autor

Kamiński K.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 215, 93-005 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

autor

Kamiński W.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 215, 93-005 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

autor

Petera J.

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 215, 93-005 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

• Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wółczańska 215, 93-005 Łódź, tel. [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Skrzypski J.: Analiza i modelowanie pól imisji zanieczyszczeń powietrza w dużych miastach. Polska Akademia Nauk Komisja Ochrony Środowiska, Łódź 2002.
• [2] Michalczyk J.K. i Murawski K.: Ochr. Powiet. i Probl. Odpad., 1999, 33(6), 211-218.
• [3] Zienkiewicz O.C. i Taylor R.L.: The finkę element method, vol. 3.5th. Butherworth-Heineman, Oxford 2000.
• [4] Orzechowski Z., Prywer J. i Zarzycki R.: Mechanika płynów w inżynierii środowiska. WNT, Warszawa 2001.
• [5] Axell L.B. i Liungman O.: A One-Equation Turbulence Model for Geophysical Applications: Comparison with Data and the k-s Model. Environ. Fluid Mechan., 2001, l, 71-106.
• [6] Petera J. i Nassehi V.: A new two-dimensional finite element model using a Lagrangian framework constructed along fluid particles trajectories. Int. J. Numer. Methods Eng., 1996, 39, 4159-4182.