Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот ресурс: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/10200
Название: Numerical Simulation of Pollution Dispersion in Urban Street
Другие названия: Чисельне моделювання розповсюдження забруднення на міській вулиці
Численное моделирование распространения загрязнения на городской улице
Авторы: Biliaiev, Mykola M.
Slavinska, O. S.
Kyrychenko, R. V.
Ключевые слова: air pollution
urban streets
pollution dispersion
numerical simulation
забруднення атмосфери
міські вулиці
поширення забруднень
чисельне моделювання
загрязнение атмосферы
городские улицы
распространение загрязнений
численное моделирование
КГВ
Дата публикации: 2017
Издательство: Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan
Библиографическое описание: Biliaiev, M. Numerical Simulation of Pollution Dispersion in Urban Street / M. Biliaiev, O. Slavinska, R. Kyrychenko // Наука та прогрес транспорту. — 2017. — № 4 (70). — С. 23—28. — doi: 10.15802/stp2017/109526.
Краткий осмотр (реферат): EN: Purpose. The scientific paper solves the question of 2D numerical model development, which allows quick computation of air pollution in streets from vehicles. The aim of the work is numerical model development that would enable to predict the level of air pollution by using protective barriers along the road. Methodology. The developed model is based on the equation of inviscid flow and equation of pollutant transfer. Potential equation is used to compute velocity field of air flow near road in the case of protection barriers application. To solve equation for potential flow implicit difference scheme of «conditional approximation« is used. The implicit change – triangle difference scheme is used to solve equation of convective – diffusive dispersion. Numerical integration is carried out using the rectangular difference grid. Method of porosity technique («markers method») is used to create the form of comprehensive computational region. Emission of toxic gases from vehicle is modeled using Delta function for point source. Findings. Authors developed 2D numerical model. It takes into account the main physical factors affecting the process of dispersion of pollutants in the atmosphere when emissions of vehicle including protection barriers near the road. On the basis of the developed numerical models a computational experiment was performed to estimate the level of air pollution in the street. Originality. A numerical model has been created. It makes it possible to calculate 2D aerodynamics of the wind flow in the presence of noises and the process of mass transfer of toxic gas emissions from the motorway. The model allows taking into account the presence of the car on the road, the form of a protective barrier, the presence of a curb. Calculations have been performed to determine the contamination zone formed at the protective barrier that is located at the motorway. Practical value. An effective numerical model that can be applied in the development of environmental protection measures for the operation of road transport in the city is considered. The developed model allows estimating sizes, the form and intensity of a zone of pollution at a motorway.
UK: Мета. У науковій статті необхідно вирішити питання щодо розробки 2D чисельної моделі, яка дозволила б швидко розрахувати процес забруднення атмосферного повітря викидами автотранспорту. Передбачено також створити чисельну модель, що давала б можливість прогнозувати рівень забруднення атмосферного повітря при використанні захисних бар’єрів біля дороги. Методика. Використано розроблену модель, яка базується на рівнянні нев’язкої рідини та рівнянні масопереносу. Рівняння для потенціалу швидкості використовується для розрахунку поля швидкості повітряного потоку при експлуатації бар’єрів. При вирішенні рівняння для потенціалу швидкості задіяна неявна різницева схема «умовної апроксимації». Для чисельного рішення задачі масопереносу вживається неявна поперемінно-трикутна різницева схема. Чисельне інтегрування здійснюється на прямокутній різницевій сітці. Для формування складної форми розрахункової області використовуються маркери, а для моделювання джерела емісії – модель точкового джерела, яка формується за допомогою дельта-функції Дірака. Результати. Авторами розроблено 2D чисельну модель, яка враховує основні фізичні фактори, що впливають на процес розсіювання шкідливих речовин в атмосфері при викидах від автотранспорту з урахуванням розміщення захисних бар’єрів біля дороги. На основі побудованих чисельних моделей проведено обчислювальний експеримент із оцінки рівня забруднення повітряного середовища на вулиці. Наукова новизна. Створено чисельну модель, яка дозволяє розрахувати 2D аеродинаміку вітрового потоку в умовах наявності перешкод та процес масопереносу викидів токсичних газів від автотраси. Модель дозволяє враховувати наявність автомобіля на дорозі, форму захисного бар’єру, присутність бордюру. Виконано розрахунки по визначенню зони забруднення, що формується біля захисного бар’єру, розташованого біля автомагістралі. Практична значимість. Розглянута ефективна чисельна модель, яка може бути застосована при розробці заходів із охорони навколишнього середовища при експлуатації автомобільного транспорту в місті. Розроблена модель дозволяє оцінити розміри, форму та інтенсивність зони забруднення біля автомагістралі.
RU: Цель. В научной статье необходимо решить вопрос разработки 2D численной модели, которая позволила бы быстро рассчитать процесс загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Предполагается также создать численную модель, которая давала б возможность прогнозировать уровень загрязнения атмосферного воздуха при использовании защитных барьеров у дороги. Методика. Использована разработанная модель, основанная на уравнении невязкой жидкости и уравнении массопереноса. Уравнение для потенциала скорости используется для расчета поля скорости воздушного потока при эксплуатации барьеров. При решении уравнения для потенциала скорости задействована неявная разностная схема «условной аппроксимации». Для численного решения задачи массопереноса употребляется неявная попеременно-треугольная разностная схема. Численное интегрирование осуществляется на прямоугольной разностной сетке. Для формирования сложной формы расчетной области применяются маркеры. А для моделирования источника эмиссии – модель точечного источника, которая моделируется с помощью дельта-функции Дирака. Результаты. Авторами разработана 2D численная модель, которая учитывает основные физические факторы, влияющие на процесс рассеивания вредных веществ в атмосфере при выбросах от автотранспорта с учетом размещения защитных барьеров у дороги. На основе построенных численных моделей проведен вычислительный эксперимент по оценке уровня загрязнения воздушной среды на улице. Научная новизна. Создана численная модель, которая позволяет рассчитать 2D аэродинамику ветрового потока в условиях наличия помех и процесс массопереноса выбросов токсичных газов от автотрассы. Модель позволяет учитывать наличие автомобиля на дороге, форму защитного барьера, присутствие бордюра. Выполнены расчеты по определению зоны загрязнения, формируемой у защитного барьера, который расположен у автомагистрали. Практическая значимость. Рассмотрена эффективная численная модель, которая может быть применена при разработке мероприятий по охране окружающей среды при эксплуатации автомобильного транспорта в городе. Разработанная модель позволяет оценить размеры, форму и интенсивность зоны загрязнения у автомагистрали.
Описание: M. Biliaiev: ORCID 0000-0002-1531-7882
URI (Унифицированный идентификатор ресурса): http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/10200
http://stp.diit.edu.ua/article/view/109526
http://stp.diit.edu.ua/article/view/109526/105787
Другие идентификаторы: DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/109526
Располагается в коллекциях:Статті КГВ
№ 4 (70)

Файлы этого ресурса:
Файл Описание РазмерФормат 
Biliaiev.pdf964,09 kBAdobe PDFПросмотреть/Открыть


Все ресурсы в архиве электронных ресурсов защищены авторским правом, все права сохранены.