متن کامل خبر


 
جلسه دفاع از رساله:خانم مژده شعاعی، گروه آموزشی تبدیل انرژی

خلاصه خبر: شبیه سازی عددی انتشار ابر آلاینده های خروجی از دودکش های میان تونلی در مناطق شهری

  • عنوان: شبیه سازی عددی انتشار ابر آلاینده های خروجی از دودکش های میان تونلی در مناطق شهری
  • ارائه‌کننده: خانم مژده شعاعی
  • استاد راهنما: دکتر قاسم حیدری نژاد
  • استاد ناظر داخلی اول: دکتر حسن خالقی
  • استاد ناظر داخلی دوم: دکتر علی جعفریان دهکردی
  • استاد ناظر خارجی اول: دکتر محمدحسن سعیدی
  • استاد ناظر خارجی دوم: دکتر رضا ابراهیمی
  • نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر هادی پاسدار شهری
  • مکان: سمینار 1-
  • تاریخ: 97/11/13
  • ساعت: 15:00

چکیده:در سال‌های اخیر با توجه به افزایش ترافیک در سطح شهرها، استفاده از حمل و نقل زیرزمینی گسترش یافته است. یکی دیگر از دلایل استفاده از حمل و نقل زیرزمینی در مناطق شهری کاهش آلودگی در سطح زمین در مناطق پرتردد شهری است. استانداردهای گوناگون و معتبری در نقاط مختلف جهان به منظور طراحی مناسب سیستم تهویه تونل‌ها تدوین شده است که هدف همه آن‌ها رسیدن به شرایط ایمنی و آسایش در داخل تونل می‌باشد. یکی از انواع روش‌های تهویه تونل استفاده از دودکش‌های میان تونلی است که با توجه به هزینه زیاد لازم برای احداث این شفت‌ها، تاکنون تنها معیارها برای هندسه و محل احداث این دودکش‌ها، رسیدن به الزامات استانداردها در داخل تونل، امکان استملاک زمین و امکان قرارگیری ادوات مکانیکی لازم در داخل دودکش‌ها بوده است. با توجه به این‌که این دودکش‌ها اکثراً در مناطق آلوده شهری و در میان ساختمان‌های مسکونی قرار دارند، وجود ساختمان‌های اطراف می‌تواند بر نحوه پخش آلاینده‌های خروجی از آن‌ها اثر نامطلوبی گذاشته و باعث ورود دوباره آلاینده‌ها به داخل تونل یا ساختمان‌های مسکونی اطراف شود. بنابراین بررسی نحوه پخش آلاینده‌های خروجی از دودکش‌های میان تونلی و اثرگذاری ساختمان‌های اطراف بر نحوه پخش می‌تواند منجر به ارائه راهکارهایی برای طراحی بهتر دودکش‌های میان تونلی به منظور داشتن هوای پاک‌تر و سالم‌تر با رعایت ثابت ماندن یا کاهش هزینه‌های عمرانی احداث دودکش، شود. هدف تحقیق، بررسی نحوه پخش اَبْر آلاینده‌های خروجی از دودکش‌های میان تونلی است. بدین منظور با توجه به امکانات موجود، روش شبیه‌سازی عددی انتخاب شد. برای شبیه‌سازی‌ها از نرم افزار متن باز اپن فوم به دلیل داشتن قابلیت افزودن کدهای توسعه یافته مناسب، استفاده شد. پس از مطالعه کارهای پیشین، روش متوسط‌گیری رینولدزی معادلات ناویر استوکس با مدل k- برای شبیه‌سازی آشفتگی به کار رفت. علاوه بر معادلات بقای جرم، بقای مومنتوم و انتقال کمیت اسکالر، برای در نظر گرفتن اثر شناوری آلاینده‌های خروجی و هوای گرم‌تر محیط در تابستان و سردتر در زمستان، معادله بقای انرژی نیز حل شد. پس از صحت‌سنجی کد توسعه یافته و روش شبیه‌سازی شامل نوع شرایط مرزی، نوع شبکه‌بندی، مدل آشفتگی، به عنوان مطالعه موردی و بررسی اثر عوامل مختلف، هندسه واقعی ساختمان‌های اطراف دودکش میان تونلی تونل توحید با استفاده از یک تحقیق میدانی تهیه و برای شبیه‌سازی‌ها انتخاب شد. در بررسی اثر دو هندسه مربعی و مستطیلی شکل رایج برای دودکش میان تونلی، نتایج نشان داد که برای سرعت‌های خروجی یکسان، میزان آلاینده بر روی دیوار جلوی ساختمان در راستای وزش باد، به اندازه ضلع عمود بر جریان بستگی دارد. برای سرعت خروجی کمتر از 6 متر بر ثانیه، حضور ساختمان پایین دست مانع از پخش آلاینده‌ها در ارتفاع بالاتر شده و مقدار آلاینده‌ها 100 درصد افزایش می‌یابد و برای سرعت‌های خروجی بیشتر از 6 متر بر ثانیه، افزایش سرعت، تغییر کمتری در مقدار غلظت در ارتفاعات پایینی دارد. همچنین نتایج نشان داد که سرعت خروجی آلاینده‌ها نسبت به شکل هندسی، اثر بیشتری بر پخش آلاینده‌ها دارد و با افزایش سرعت میزان این اثرگذاری کاهش می‌یابد. برای بررسی اثر حضور ساختمان‌ها و شرایط آب و هوایی بر نحوه پخش آلاینده‌های خروجی از این دودکش‌ها ، اطلاعات آب و هوایی از سازمان هواشناسی گرفته و در شبیه‌سازی‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد که سرعت وزش باد نسبت به جهت آن بر توزیع جریان هوا و آلایندگی اثر بیشتري دارد. وجود ساختمان بلند در بالادست جریان باعث تغییر جهت اَبْر آلاینده‌ها نسبت به جریان باد می‌شود و این اثر با افزایش سرعت باد، کاهش می‌یابد. همچنین افزایش سرعت باد منجر به کشیدگی اَبْر آلاینده‌ها در راستای عمود بر جریان باد شده و در نتیجه آلاینده‌ها در فاصله نزدیکتری نسبت به منبع پخش شده و کمتر به پایین دست جریان می‌رسند.
کلمات کلیدی: آلاینده، اپن‌فوم، تشعشع خورشید، دودکش میان تونلی، ساختمان، شبیه‌سازی، وزش باد.

8 بهمن 1397 / تعداد نمایش : 350