Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A numerical analysis of pollutant dispersion in street canyon: influence of the turbulent Schmidt number

Abed B., Bouarbi L., Hamidou M. K., Bouzit M.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2017

|

Vol. 26, No. 4

423--436

EN

Realizing the growing importance and availability of motor vehicles, we observe that the main source of pollution in the street canyons comes from the dispersion of automobile engine exhaust gas. It represents a substantial effect on the micro-climate conditions in urban areas. Seven idealized-2D building configurations are investigated by numerical simulations. The turbulent Schmidt number is introduced in the pollutant transport equation in order the take into account the proportion between the rate of momentum turbulent transport and the mass turbulent transport by diffusion. In the present paper, we attempt to approach the experimental test results by adjusting the values of turbulent Schmidt number to its corresponding application. It was with interest that we established this link for achieving our objectives, since the numerical results agree well with the experimental ones. The CFD code ANSYS CFX, the k, e and the RNGk-e models of turbulence have been adopted for the resolutions. From the simulation results, the turbulent Schmidt number is a range of 0.1 to 1.3 that has some effect on the prediction of pollutant dispersion in the street canyons. In the case of a flat roof canyon configuration (case: runa000), appropriate turbulent Schmidt number of 0.6 is estimated using the k-epsilon model and of 0.5 using the RNG k-e model.

2

The analysis of gaseous pollutants dispersion in hilly terrain

Gnatowska R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

151--160

EN

The emission of a dangerous substance overlaps in vicinity of wide-range ground-based objects. Consequently, part of the process of dispersion pollution is determined by the flowing conditions and is shaped by their presence and distribution. However, under real conditions, complexes systems of terrain obstacles exist. A subject of interest among many authors is the flow and dispersion of pollutants surrounding single elements such as a hill or a building. This type of research enables a better understanding of the flow and propagation of pollutants on terrain with complex topography. The aim of the present work is the investigation of the influence of the complex character of a velocity field, particularly its periodic composition (non-stationary blowing) as well as rotating structures generated by obstacles such as hills on the propagation of various types of gaseous pollutants. The base of analysis represents the evolution of the carbon dioxide concentration in profiles surrounding hills or different locations in relation as well to the height of the source emission. By propagating a gaseous tracer in a oscillating flow from a source located in a flush zone, a source’s location relative to circulation zones of increased level turbulent fluctuations of flow velocity can be determined.

PL

Proces rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń zachodzi w warunkach przepływowych kształtowanych obecnością i rozmieszczeniem różnorodnych obiektów naziemnych. W warunkach rzeczywistych procesy te występują w otoczeniu złożonych układów przeszkód terenowych, jednak przedmiotem zainteresowania wielu naukowców jest przepływ i dyspersja zanieczyszczeń w otoczeniu pojedynczych elementów. Badania tego typu służą lepszemu zrozumieniu przepływu i rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w terenach o złożonej topografii. W niniejszej pracy analizowano wpływ złożonego charakteru pola prędkości, w tym składowej okresowej (wygenerowanej w wyniku niestacjonarnych podmuchów wiatrowych) oraz struktur wirowych generowanych w otoczeniu wzgórza na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń o charakterze gazowym. Na koncentrację znacznika gazowego emitowanego ze źródła usytuowanego w strefie napływu na faliste podłoże ma wpływ przede wszystkim położenie źródła względem strefy recyrkulacji oraz obszaru o podwyższonym poziomie turbulentnych fluktuacji przepływu.

3

Wpływ warunków meteorologicznych na zanie-czyszczenie powietrza wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi zawartymi w pyle zawieszonym na terenie pozamiejskim

Skotak K., Prządka Z., Degórska A.

Ochrona Środowiska

|

2014

|

Vol. 36, nr 3

55--63

PL

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) w Polsce emitowane są do atmosfery przede wszystkim z sektora komunalnego, transportu oraz przemysłu i energetyki. WWA znajdujące się w powietrzu atmosferycznym są przenoszone na dalekie odległości, a ich zawartość na danym obszarze zależy przede wszystkim od rozmiaru emisji i warunków meteorologicznych. W pracy dokonano oceny stopnia zanieczyszczenia powietrza pyłem i związanymi z nim WWA na obszarze pozamiejskim w regionie Polski północno-wschodniej (Puszcza Borecka). Analizie poddano wpływ warunków meteorologicznych na obserwowane ilości WWA w powietrzu atmosferycznym w latach 2008–2012, w ujęciu rocznym i sezonowym. Statystycznie istotne wyniki korelacji zawartości WWA w powietrzu z parametrami meteorologicznymi uzyskano w przypadku temperatury, natężenia całkowitego promieniowania słonecznego oraz usłonecznienia i parowania. Stwierdzono, że w ciepłym półroczu większy wpływ na zawartość WWA w powietrzu miała temperatura i wysokość opadów, zaś w chłodnym – natężenie promieniowania, usłonecznienie i parowanie.

EN

In Poland, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are emitted into the atmosphere mainly from the non-industrial fossil fuel combustion and energy production sector, transport and industry. PAHs in ambient air are transported over long distances and their concentration in a given area depends primarily on the emission size and local meteorological conditions. Our study assessed the level of air pollution with particle-associated PAHs in rural area in North-Eastern Poland (Puszcza Borecka). Impact of weather conditions on PAH concentrations in ambient air in the period from 2008 to 2012 was analyzed on annual and seasonal basis. Statistically significant correlation results between PAH concentrations and meteorological parameters were achieved for temperature, total solar radiation intensity, sunshine duration and evaporation. It was established that the temperature and precipitation level had stronger influence on PAH air content in the warm half year, while radiation intensity, sunshine duration and evaporation – in the cool half-year period.

4

Parallel models and applications of pollutant’s dispersion in the atmosphere in logistical industrial’s infrastructure expansion planning process

Majer M., Biniasz D.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

6989--6998

EN

The following article contains information about computational efficiency’s increase possibilities during the logistical infrastructure expansion planning process problems connected with modeling of pollutants dispersion systems in the atmosphere. It also describes main types of pollutants, emission points and analysis of typical atmosphere pollutant dispersion models. It shows a way of using computer cluster systems and computers with multicore processors in modeling process and proper programming libraries for parallel computing. Finally it presents a possibility of environment’s protection method during the emission points’ location planning with calculation of minimal destructive influence on a specified area (for example with definite restrictions of air pollution level).

PL

Artykuł zawiera informacje dotyczące możliwości podniesienia efektywności obliczeniowej w logistycznym procesie planowania rozwoju infrastruktury przemysłowej związanym z modelowaniem rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze. Opisano w nim również główne typy zanieczyszczeń, punktów emisji oraz analizę typowych atmosferycznych modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Artykuł wskazuje sposób wykorzystania klastrów komputerowych oraz komputerów wyposażonych w procesory wielordzeniowe w modelowaniu opisywanych zagadnień, a także wyboru odpowiednich bibliotek oprogramowania dla obliczeń równoległych. Dodatkowo zaprezentowano metodę ochrony środowiska podczas planowania rozmieszczenia punktów emisji polegającą na minimalizacji ich destrukcyjnego wpływu na określonym terenie (przykładowo regionie ze zdefiniowanymi normami poziomu zanieczyszczeń).

5

Analysis of Pollutant Dispersion in Flow Around the Objects in Tandem Arrangement

Gnatowska R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 4-5

483-493

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 inter-obstacle 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.

6

Analysis of pollutant dispersion in flow around the array of buildings

Gnatowska R., Moryń-Kucharczyk E.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 1

37--42

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.

7

Fine-resolution modeling of concentration and deposition of nitrogen and sulphur compounds For Poland - application of the FRAME model

Kryza M., Błaś M., Dore A.J., Sobik M.

Archives of Environmental Protection

|

2010

|

Vol. 36, no. 1

49-62

EN

The main source of spatial information on concentration and deposition of air pollutants in Poland is the continental scale EMEP model with 50 km x 50 km grid. The coarse resolution of the EMEP model may be insufficient for regional scale studies. A new proposal is the application of the national scale atmospheric transport model FRAME (Fine Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange), originally developed for the United Kingdom. The model works with 5 km x 5 km spatial resolution and the air column is divided into 33 layers. FRAME was used here to assess the spatial patterns of yearly averaged air concentrations, and wet and dry deposition of sulphur and nitrogen compounds for the area of Poland. This study presents preliminary results of the modeling of the yearly average concentrations as well as dry and wet depositions of SOx, NOyand NH x for Poland. FRAME results were compared with available measurements from the monitoring sites and national deposition budget with the EMEP and IMGW estimates. The results show close agreement with the measured concentrations expressed by determination coefficient close to 0.7 for both SO2 and NO x. The dry and wet deposition budgets for FRAME are also in close agreement with the EMEP and GIOŚ estimates. The FRAME model, despite its relatively simple meteorological parameterizations, is well suited to calculate the spatial pattern of annual average concentration and yearly deposition of atmospheric pollutants which was earlier presented for the UK and was shown in this paper for Poland. The model can also be used to analyze the impact of individual point sources or different emission sectors on spatial pattern of air concentration and deposition as well as testing the changes in deposition resulting from future emissions reduction scenarios.

PL

W opracowaniach dotyczących koncentracji i depozycji zanieczyszczeń atmosferycznych w Polsce, podstawowym źródłem informacji przestrzennej jest model EMEP. Jest on cennym narzędziem pozwalającym na ilościowe i jakościowe zobrazowanie przestrzennych zmian koncentracji i depozycji zanieczyszczeń oraz na szacowanie roli transportu dalekiego zasięgu w skali kontynentalnej. Jego najistotniejszą wadą jest mała rozdzielczość przestrzenna (50 km x 50 km), która ogranicza możliwości uwzględnienia procesów atmosferycznych zachodzących w skali regionalnej (np. powiązanych z rzeźbą terenu). Jednym z kilku stosowanych w Europie regionalnych modeli o wyższej rozdzielczości jest brytyjski model FRAME (Fine Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange). Wszystkie uwzględnione w nim procesy atmosferyczne i chemiczne analizowane są w kolumnie powietrza o podstawie 5 km x 5 km, podzielonej w pionie na 33 warstwy. Uzyskane za pomocą polskiej wersji modelu FRAME rozkłady przestrzenne koncentracji oraz depozycji zanieczyszczeń dla Polski dla 2002 r. charakteryzują się dobrą zgodnością z danymi pomiarowymi. W przypadku koncentracji współczynnik determinacji jest na poziomie 0,7 dla SO2 oraz NO2. Roczny bilans suchej oraz mokrej depozycji, wyliczony w oparciu o model FRAME, jest bliski szacunkom modelu EMEP oraz GIOŚ. Pomimo dość prostej parametryzacji danych meteorologicznych model FRAME z dobrym przybliżeniem oszacował średnią roczną koncentrację oraz roczną depozycję zanieczyszczeń. Wcześniej podobne wyniki otrzymano także dla Wielkiej Brytanii. FRAME może być więc traktowany jako użyteczne narzędzie pozwalające na przestrzenną charakterystykę średniej rocznej koncentracji i rocznej depozycji zanieczyszczeń atmosferycznych w stosunkowo wysokiej rozdzielczości przestrzennej. Model pozwala także analizować zakres oddziaływania pojedynczych źródeł emisji, czy też wpływ na środowisko poszczególnych sektorów emisji (np. osobno emisji niskiej bądź wysokiej).

8

Meteorologiczne i klimatyczne warunki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza

Walczewski J.

Przegląd Geofizyczny

|

2005

|

Z. 3-4

177-193

EN

In the paper author discusses generally the meteorological factors influencing the dispersion of air pollution in the atmosphere, and then - more detailly - makes a look on the meteorological parameters, on which the dispersion conditions are depending: atmospheric stability, wind speed, mixing layer depth and precipitation. Each of these parameters has its own time variability, which has been shortly discussed and illustrated with some examples of the results of observations made in Cracow, especially those obtained with use of remote-sensing (sodar, lidar). Then, two indices of the long-time variability of dispersion conditions have been introduced: the annual numbers of the days with ground-based inversion at noon, and the "days with bad ventilation conditions" (ground-based inversion, wind speed below 2 m/s, no precipitation - all these conditions present at noon). Variability of these indices in Cracow in a 14-years period is shown. In the next paragraph the large-scale conditions of pollution dispersion are discussed: the long-range (100-200 km) transport of emissions from industry and power plants and the physical-chemical transformations of pollutants in the atmosphere. Some examples of the long-range pollution migrations in Southern Poland, observed by satellites and by mobile correlation spectrometers, are mentioned. In conclusion the importance of the studies of dispersion climate is underlined.