Publicação
Numerical analysis and experimental validation of pollutant dispersion for the actual urban area of Niigata city, Japan
| Resumo: | A dinâmica de fluídos computacional (CFD) está em uso crescente no que respeita à previsão do fluxo de vento e da dispersão de poluentes ao redor de edifícios. Para modelar o fluxo turbulento as equações Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) são frequentemente utilizadas em CFD. Na presente pesquisa, a previsão da dispersão de poluentes é comparada através de valores obtidos em túnel de vento para duas configurações diferentes: um edifício isolado com um ventilador no topo deste (Case 1) e uma parte da área urbana da cidade de Niigata, Japão (Caso 2). Esta análise foi feita através do fluxo de vento e da concentração de poluentes usando RANS. O Caso 1 usou três modelos de turbulência: modelo k-ε RNG, modelo k-ε Realizble e RSM. Todos apresentaram resultados subestimados em relação aos obtidos em túnel de vento por Li e Meroney (1983). Dando especial atenção à recirculação no topo do edifício, diminuindo o perfil da energia cinética de turbulência (k) até quatro vezes obtém-se resultados mais próximos das medições experimentais. Apenas o modelo k-ε Realizable falhou a previsão da recirculação no topo do edifício. Os modelos k-ε RNG e RSM apresentaram resultados aceitáveis perante as medições. O Caso 2 apresenta uma complexidade superior ao Caso 1 porque trata uma área urbana caracterizada por edifícios e ruas irregulares. Assim, torna-se difícil criar uma malha de alta qualidade. Para o fazer, a malha apresenta um total de células superior a 60 milhões. Uma simulação foi conduzida usando RANS. Os resultados foram validados através da informação providenciada pelo Instituto de Arquitectura do Japão (AIJ). As previsões para o fluxo de vento mostram concordância. As previsões de concentração mostram valores sobrestimados em algumas localizações, mas em geral os resultados estão de acordo com as medições em túnel de vento. |
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| Autores principais: | Pereira, Pedro Filipe Mendes |
| Assunto: | CFD Dispersão de poluentes Edifícios Área urbana Modelação de turbulência Teses de mestrado - 2014 |
| Ano: | 2014 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | A dinâmica de fluídos computacional (CFD) está em uso crescente no que respeita à previsão do fluxo de vento e da dispersão de poluentes ao redor de edifícios. Para modelar o fluxo turbulento as equações Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) são frequentemente utilizadas em CFD. Na presente pesquisa, a previsão da dispersão de poluentes é comparada através de valores obtidos em túnel de vento para duas configurações diferentes: um edifício isolado com um ventilador no topo deste (Case 1) e uma parte da área urbana da cidade de Niigata, Japão (Caso 2). Esta análise foi feita através do fluxo de vento e da concentração de poluentes usando RANS. O Caso 1 usou três modelos de turbulência: modelo k-ε RNG, modelo k-ε Realizble e RSM. Todos apresentaram resultados subestimados em relação aos obtidos em túnel de vento por Li e Meroney (1983). Dando especial atenção à recirculação no topo do edifício, diminuindo o perfil da energia cinética de turbulência (k) até quatro vezes obtém-se resultados mais próximos das medições experimentais. Apenas o modelo k-ε Realizable falhou a previsão da recirculação no topo do edifício. Os modelos k-ε RNG e RSM apresentaram resultados aceitáveis perante as medições. O Caso 2 apresenta uma complexidade superior ao Caso 1 porque trata uma área urbana caracterizada por edifícios e ruas irregulares. Assim, torna-se difícil criar uma malha de alta qualidade. Para o fazer, a malha apresenta um total de células superior a 60 milhões. Uma simulação foi conduzida usando RANS. Os resultados foram validados através da informação providenciada pelo Instituto de Arquitectura do Japão (AIJ). As previsões para o fluxo de vento mostram concordância. As previsões de concentração mostram valores sobrestimados em algumas localizações, mas em geral os resultados estão de acordo com as medições em túnel de vento. |
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