Исследование атмосферной циркуляции и переноса загрязняющих примесей в районах со сложной подповерхностной и орографической структурой
Боковая панель статьи
Основное содержимое статьи
Аннотация
В данной статье представлена математическая модель для моделирования воздушного потока и распространения загрязняющих веществ в условиях сложной городской геометрии, такой как уличные каньоны. Модель включает в себя уравнение адвекции-диффузии для описания динамики концентрации загрязняющих веществ, а также уравнения Навье-Стокса для расчёта скорости воздушного потока и распределения давления. Начальные и граничные условия адаптированы к реальным ситуациям с учётом данных о ветре, полученных из источников типа OpenWeatherMap. Сложные геометрические элементы, такие как здания и узкие улицы, оказывают значительное влияние на турбулентность, движение воздуха и накопление загрязняющих веществ. Для решения уравнений используются численные методы, такие как метод конечных разностей или конечных элементов, что позволяет эффективно обрабатывать нерегулярные пространственные дискретизации. Модель демонстрирует влияние геометрических факторов, в частности отношения высоты к ширине уличных каньонов, на распространение загрязняющих веществ.
Информация о статье
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Ferziger J.H., and Perić M. Computational Methods for Fluid Dynamics (3rd ed.). Springer, 423 (2002).
Hirsch C. (2007). Numerical Computation of Internal and External Flows: The Fundamentals of Computational Fluid Dynamics (2nd ed.). Butterworth-Heinemann, 680.
LeVeque, R.J. (2002). Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems. Springer, 630.
Versteeg, H.K., and Malalasekera, W. (2007). An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method (2nd ed.). Pearson Education, 520 bet.
Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N. (2002). Transport Phenomena. Springer, 460.
Patankar, S.V. (1980). Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Springer, 572.
Ravshanov N, Tashtemirova N, Ubaydullaev M. Study of the influence of the deposition rate of dust and fine aerosol particles for monitoring and forecasting the state of the surface layer of the atmosphere in industrial regions. ijirss. 2025 Mar. 14; 8(2):1086-99.
Durbin, P.A. (2018). Advanced RANS modeling for complex turbulent flows. Annual Review of Fluid Mechanics, 50, 77-103. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-122316-045020.
Berselli, L.C., Iliescu, T., Layton, W.J. (2006). Mathematics of Large Eddy Simulation of Turbulent Flows. Springer. https://link.springer.com/book/10.1007/3-540-31129-4.
Spalart, P.R., Allmaras, S.R. (1992). A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic Flows. La Recherche Aérospatiale, 1, 5-21.
Moin, P., Mahesh, K. (1998). Direct numerical simulation: A tool in turbulence research. Annual Review of Fluid Mechanics, 30(1), 539-578.
Schlatter, P., Örlü, R. (2010). Assessment of direct numerical simulation data of turbulent boundary layers. Journal of Fluid Mechanics, 659, 116-126. https://doi.org/10.1017/S0022112010003113.
Vinuesa, R. et al. (2018). Turbulent boundary layers around wing sections: The effect of pressure gradients. Flow, Turbulence and Combustion, 100(1), 105-124. https://doi.org/10.1007/s10494-017-9805-4.
Smits, A.J., McKeon, B.J., Marusic, I. (2011). High-Reynolds number wall turbulence. Annual Review of Fluid Mechanics, 43, 353-375. https://doi.org/10.1146/annurev-fluid-122109-160753.