Перенос и рассеяние над урбанизированной территорией отработанных газов автомобильного транспорта

• Автор: Балабанов, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Оглавление

Введение
Г лава 1. Проблемы загрязнения городской экосистемы отработанными газами
1.1. Загрязнение воздушного бассейна города
1.2. Автомобильный транспорт как основной источник загрязнения городской экосистемы
1.3. Перенос и рассеяние загрязняющей примеси над урбанизированной территорией
1.4. Методы решения задачи о переносе и диффузии примесей над урбанизированной территорией
1.5. Моделирование переноса примесей от потока транспортных средств
1.6. Выводы по главе
Глава 2. Моделирование переноса и рассеяния отработанных газов
автомобильного транспорта над урбанизированной территорией
2.1. Физическая постановка задачи
2.2. Математическая постановка задачи
2.3. Построение разрешающих соотношений
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Верификация математической модели
3.1. Сравнение аналитического и точного решений пространственной задачи о движении сжимаемой среды из точечного источника
3.2. Сравнение аналитического и точного решений задачи о распределении концентрации отработанных газов
автомобильного транспорта в пространственной области
3.3. Перенос и рассеяние воздушным потоком тяжелого нагретого газа
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Распределение концентрации отработанных газов в атмосферном воздухе городского квартала
4.1. Описание программного комплекса для расчета
концентрации отрабо ганных газов автотранспорта в
сложной пространственной области
4.2. Движение воздушных масс в городском квартале
4.3. Концентрации отработанных газов автомобильного транспорта в атмосферном воздухе городского квартала
4.4. Показатели загрязнения атмосферного воздуха городского квартала отработанными газами автомобильного транспорта
4.5. Выводы по главе
Выводы
Литература
ВВЕДЕНИЕ

Для оценки загрязнения урбанизированной территории отработанными
наибольшим содержанием вредных веществ и принятия необходимых мероприятий по снижению концентрации загрязняющих примесей необходимым является исследование процесса переноса и рассеяния загрязняющих веществ от потока транспортных средств в условиях городских застроек.
Исследование процесса переноса и рассеяния отработанных газов выполняется на основе методов механики жидкости и газа. В настоящее время в исследованиях М.Г. Бояршинова, О.Д. Волковой, В.И. Таранкова, Ю.Г. Фельдмана, R. Sivacoumar, D.P. Chock, G.T. Csanady, P.E. Benson, W.B Peterson, A.K. Luhar, P.S. Kasibhatla, Y. Moriguchi и других авторов разработаны модели, с различной степенью достоверности описывающие перенос и рассеяние загрязняющих веществ от подвижных источников, в том числе над урбанизированной территорией. Однако, в них, как правило, не учитываются скорость и направление ветра, рассеяние и плавучесть газовоздушной смеси за счет диффузии, изменения плотности и температуры, рельеф местности, застройка территории зданиями и сооружениями, случайный характер появления автомобилей на транспортной магистрали и прочие факторы. Поэтому разработка методики исследования переноса и рассеяния атмосферным воздухом, распределения концентрации отработанных газов случайного потока автомобильного транспорта над городской территорией является актуальной.
Цель работы заключается в исследовании особенностей распределения концентрации отработанных газов случайного потока автомобильного транспорта над территорией городского квартала на основе компьютерной модели, описывающей перенос и рассеяние в сложной пространственной

В работе [29] приведена модель, описывающая распространение газообразных загрязнений в районах, прилегающих к лесопарковым массивам. Растительность рассматривается как сплошная среда с непрерывно распределенными силами сопротивления, направленными против воздушного потока. Модель включает осредненные дифференциальные уравнения движения, неразрывности, энергии и скорости диссипации турбулентности, турбулентной вязкости и диффузии.
В работе [44] исследуется модель, основанная на квазиодномерных уравнениях переноса без учета факторов турбулентности и теплообмена. Рассматриваются закономерности растекания тяжелых (по сравнению с воздухом) смесей вдоль земной поверхности при различных законах для силы сопротивления со стороны поверхности.
1.5. Моделирование переноса примесей от потока транспортных средств
Оценка экологического состояния атмосферы вблизи автомобильных трасс является актуальнейшей проблемой, сложность которой во многом определяется различием в интенсивностях и скоростях подвижных источников загрязнения, а также случайным характером появления автомобилей на дороге.
Как правило, автомобильные потоки на дорогах моделируются прямолинейными протяженными источниками загрязняющих примесей с использованием гауссового приближения. Значительные трудности в исследовании переноса и рассеяния примесей, выбрасываемых реальным потоком автотранспорта, обусловлены нестационарностью этого процесса, вероятностным характером появления очередного автомобиля на транспортной магистрали [30].
Модель [40] позволяет исследовать зависимость концентрации загрязняющих веществ, степени и размеров зоны поражения от