ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

شبیه سازی تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر جریان تلاطمی / گردابی بزرگ و نقش آن بر روی غلظت های آلودگی در کانال ها / مسیل های خیابان

شبیه سازی تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر جریان تلاطمی / گردابی بزرگ و نقش آن بر روی غلظت های آلودگی در کانال ها / مسیل های خیابان

شبیه سازی تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر جریان تلاطمی / گردابی بزرگ و نقش آن بر روی غلظت های آلودگی در کانال ها / مسیل های خیابان – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه بیولوژی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.
مقالات آماده ترمه شده گروه بیولوژی - ایران ترجمه - Irantarjomeh

 

شماره
۴
کد مقاله
BIO04
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
شبیه سازی تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر جریان تلاطمی / گردابی بزرگ و نقش آن بر روی غلظت های آلودگی در کانال ها / مسیل های خیابان
نام انگلیسی
Large eddy simulation of the aerodynamic effects of trees on
تعداد صفحه به فارسی
۲۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۸
کلمات کلیدی به فارسی
کانال / مسیل خیابانی، درختان، آلودگی هوا، CFD، LES
کلمات کلیدی به انگلیسی
Street canyons; Trees; Air pollution.; CFD;  LES
مرجع به فارسی
واحد محیط زیست، کالج مهندسی، دانشگاه ناتینگهام مالزی
دانشگاه سلنتو، ایتالیا
الزویر
مرجع به انگلیسی
Procedia Environmental Sciences; Division of Environment, Faculty of Engineering, University of Nottingham Malaysia Campus, Malaysia
Dipartimento di Scienza dei Materiali, University of Salento, Lecce , Italy
قیمت به تومان
۵۰۰۰
سال
۲۰۱۰
کشور
مالزی – ایتالیا
شبیه سازی تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر جریان تلاطمی / گردابی بزرگ و نقش آن بر روی غلظت های آلودگی در کانال ها / مسیل های خیابان
واحد محیط زیست، کالج مهندسی، دانشگاه ناتینگهام مالزی
دانشگاه سلنتو، ایتالیا
الزویر
۲۰۱۱
چکیده
این مقاله اقدام به ارائه شبیه سازی های عددی تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر روی میدان جریان و توزیع آلودگی ها یا آلاینده های مبتنی بر ترافیک در یک کانال / مسیل خیابان W/H = 1 با توجه به مبحث جریان عمودی می نماید. در این مطالعه  شبیه سازی های جریان تلاطمی بزرگ (LES) انجام شده و نتایج با آزمایشات تونل باد مقایسه شد. مقایسه هایی بین کانال و مسیل های خیابانی عاری از درخت و کانال های که در کنار آنها درختان در امتداد بلوار با حجم منفذی     Pvol = ۹۶%  وجود دارند انجام شد. با توجه به وجود درختان، هر دو برآوردها و شبیه سازی ها  نشان دهنده میزان تراکم قابل توجه و بالای آلایندگی نزدیک دیواره باد پناه یا پشت به باد بوده و غلظت‌های نسبتا کمتری نیز نزدیک جداره یا دیواره های رو به باد، در مقایسه با خیابانهای عاری از درخت، مشاهده شد.
کلمات کلیدی: کانال / مسیل خیابانی، درختان، آلودگی هوا، CFD، LES
۱- مقدمه
کیفیت هوا در مناطق شهری به واسطه ضروریات مختلف در زمینه بهداشت شخصی و جامعیت محیطی از اهمیت زیادی برخوردار است. تحقیقات جهت درک جریان هوا و  فرایند های توزیع آلایندگی در نواحی ساختمانی به منظور توسعه روش های عددی با قابلیت کمک به سیاست مداران و طراحان شهری ادامه دارد. براین مبنا اهداف به دو دسته تقسیم می شوند: در ابتدا، الزامی جهت اطمینان از این موضوع وجود دارد که کیفیت هوا را  نمی توان به وسیله برنامه ریزی غیر منطقی و ترافیکی شهری همانگونه که به وسیله Heste و Harrison{۱} بحث شده است وجه المصالحه قرار داد و دوما اطمینان حاصل شود که ابزارهای عددی به کار گرفته شده مطمئن و موثر میباشند{۲}.
آزمایشات عددی و بررسی های مربوطه در زمینه مسائل مرتبط با کیفیت هوا در یک مسیل خیابانی خالی انجام شده است و مکانیزم جریان و انتقال به خوبی درک گردیده است. کلیه این مطالعات در رابطه با باد جوی در حال پدیدار شدن می باشد که به صورت عمود بر محور مسیل خیابانی به وزیدن پرداخته، چرا که این نوع باد به عنوان مهمترین مورد مربوط به تجمع آلودگی در مسیل های خیابانی شناخته شده است. این امر این سوال را مطرح می نماید که تا چه اندازه کاشت درختان در مسیل های خیابانی بر روی توزیع آلودگی تاثیر داشته و قابلیت تبادل فرایندها با جریان هوایی سطح بالا، با توجه بدان که تاج درختان کسر قابل توجهی از فضای کانال های خیابانی را در برگرفته اند و سطوح پایین تر خیابانی را از سطح بالایی آن جدا می نماید موثر باشد.
Gromke و Ruck{۵} به صورت آزمایشی تاثیر خیابان ها بر روی گردش هوایی و توزیع آلایندگی در لایه مرزی تونل باد(WT) را مورد بررسی قرار دادند. آنها دریافتند که شرایط مربوطه و محبوس شده هوا و مکانیزم های تبادل هوایی تحت قابلیت جابجایی بوسیله درختان قرار داشته که سبب خواهد شد تا در نرخ های جریان پایین تر و یک افزایش جامع در غلظت آلایندگی در داخل کانال در مقایسه با نوع فضای بدون درخت مشخص گردد. Gromke و همکاران{۶} سپس اقدام به تکمیل بررسی با استفاده از مطالعه دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) نموده و نتایج تجربی WT را بررسی های شبیه سازی عددی که در مدل های آشفتگی RANS به کار گرفته شده است را مورد مقایسه قرار داد، که عمدتا شامل استاندارد  و مدل تنش رینولتس (RSM) با استفاده از کد تجاری FLUENT بوده اند. آنها نتیجه گیری نمودند که RSM دارای عملکرد بهتری در مقایسه با  در زمینه پیش بینی میدان های جریان داشته ، با این حال هر دو این مدل ها به طور کلی قابلیت پیش بینی کاملی در زمینه سرعت جریان را نداشته و در نتیجه شارهای حجمی جرم های هوای درحال جریان در داخل کانال های خیابانی به طور کامل تخمین زده نشده که خود منجر به غلظت آلایندگی بزرگتری در مقایسه با مشاهدات تجربی خواهد شد.
RANS در نظر میگیرد که انتقال رسانایی غیر حرارتی در یک جریان آشفته تحت حاکمیت فرایند آشفتگی سه بعدی تصادفی قرار داشته که همراه با یک طیف گسترده ای از فرکانس های نامتمایز میباشد و بنابر این مدل ها با کلیه مقیاس های طول جریان های تلاطمی بدون تمایز باقی         می مانند. این روش دارای ضعف آشکاری  بوده و دارای عدم قطعیت های جدی در این جریان ها می باشد که بر مبنای آن ساختارهای سازمان یافته دارای مقیاس بزرگ حاکم خواهند بود. به علاوه، مدل های RANS غالبا انتقال گرادیان را در نظر میگیرند که احتمالا موردی برای تبادل آلایندگی در داخل کانال خیابانی نمی باشد. شبیه سازیهای گردابی بزرگ (LES) ، با وجود آنکه از نقطه نظر محاسباتی گرانتر میباشند، دارای مزیتی بر RANS از این نقطه نظر هستند که به طور آشکار سبب آشکار شدن اکثریت انرژی حمل شده به وسیله این گرداب ها شده و به صورت داخلی یا خارجی مشتمل بر حالت القای مقطعی می باشد و تنها گرداب های کوچک کلی مدل سازی میگردند. قابلیت LES جهت تولید مجدد نوسانات غیر ثابت و متوسط میدان های جریان و بنابراین حصول فرایند ترکیب گذرا چیزی است که آنرا از نقطه نظر عددی در مقایسه با RANS متعارف، مخصوصا برای مطالعاتی که در تعامل با هندسه های پیچیده هستند و همچنین مشکلات توزیع آلایندگی را در نظر دارند، متمایز میباشد.
با توجه بدین موضوع، هدف از تحقیق جاری تکرار بررسیهای فوق در زمینه تاثیرات ایرودینامیکی درختان بر روی غلظت آلودگی هوای ناشی از ترافیک در کانال های خیابان شهری میباشد که برای آن از LES جهت تست عملکرد در این زمینه ها بهره گرفته شده است. سطوح جریان و غلظت بر حسب مقایسات بین یک مسیل خالی و منطقه ای که دارای درختهای خیابانی همانند درختان بلواری میباشد صورت پذیرفت. نقش ایفا شده بوسیله فرایندهای ترکیب گذرا در زمینه تشخیص غلظت های نهایی الزامی می باشد که بوسیله LES تحت پوشش قرار می گیرد. علاوه بر راه حل های جریان ـ میانگین، توزیع سه بعدی و سیر تکامل زمانی میدان غلظت یا تراکم در جداره های نماهای مسیل های خیابانی مشخص می باشد که در تعامل با توصیه های بیان شده جهت حل نوسانات بی ثبات و متوسط است که بر مبنای مرجع ۷ مورد بحث قرار گرفته است. چنین پدیده ای همچنین معرف آن است که چگونه شبیه سازی های عددی را میتوان جهت حاصل آوردن میادین جریان و تراکم در موقعیت های تفضیلی در وهله های مختلف زمانی و در مواقعی که نقاط  برآورد میدانی یا تجربی محدود می باشند مورد استفاده  قرار داد. ارزیابی CFD به عنوان یک مرحله الزامی در جهت استاندارد سازی رویه های مدل سازی CFD پیشرفته تر که در سناریوهای شهری حقیقی مورد استفاده قرار میگیرد الزامی تلقی می شود.
۲- مدل سازی عددی
۱-۲٫ رویه های تجربی
مطالعه عددی جاری از داده های تراکمی حاصل‌ آمده از آزمایشات استفاده نموده و آنها را در دسترس جامعه علمی آنلاین به آدرس اینترنتی www.codasc.de قرار داده است. برآوردهای مرتبط در سطح مقیاس مدل کانال خیابان یدریکلایه کرانه مرزی WT انجام پذیرفت. در بخش آزمایش، یک جریان لایه مرزی با پروفیل سرعت میانگینu(z) همراه با نمای a = 0.30 و پروفیل سرعت آشفتگی Iu با نمای aI = ۰.۳۶ برحسب قانون توان مورد تولید مجدد قرار گرفتند:
۲-۲٫ استقرار سریع
۱-۲-۲٫ حوزه محاسباتی و شرایط مرزی
شبیه سازی ها با استفاده از CFD کد FLUENT{۸} با بهره گیری از مدل ویسکوز LES صورت گرفت. حوزه محاسباتی و شرایط مرزی برای کانال خیابانی در شکل ۱خلاصه شده است.
حوزه محاسباتی با استفاده از عناصر شش سطحی و با مشارکت توصیه های اعمالی به وسیله Salim و همکاران{۹} به صورت از هم گسسته در آمدند که تقریبا نیمی از مجموع سلولها در سطح زیر حوزه قرار گرفته که مجاورت ساختمانها و مسیل های خیابانی را مشخص میسازد به گونه ای که قابلیت تحمیل یک رزولوشن مش ظریف تر شبکه ای در ناحیه مد نظر، جایی که در ادین های بزرگ در متغیرهای راه حل موجود می باشد، اعمال گردد. از یک تست مستقل شبکه ای، یک مش با ۰۰۰۱/۱میلیون سلول همراه با یک فضای شبکه ای ۰٫۰۸H در مسیرهای X،y   و Z انتخاب شدند. به منظور تکرار آزمایش WT ، توابع تعریف شده کاربر به صورت عددی(UDF) برای پروفیل های شرایط مرکزی ورودی جهت سرعت، انرژی جنبشی تلاطم و میزان انتشار تعیین گردیدند. شکل ۲ نشان دهنده پروفیلهای UDF شبیه سازی شده است که مترادف با شرایط ورودی آزمایش WT (معادله ۱) می باشد.
۲-۲-۲٫ شبیه سازی جریان
LES یکی از ابزارهای ریاضی برای محاسبه تلاطم درCFD می باشد و برای مطالعه کنونی به جای مدل های RANS متعارف که در مطالعات قبلی استفاده شده بودند به کار گرفته شد، به گونه ای که قابلیت تعیین این موضوع مشخص شود که آیا میتوان ارتقایی را در این زمینه حاصل آورد یا خیر. در LES، گرداب های بزرگ به طور مستقیم حل شده و تنها تاثیرات گرداب های مقیاس کوچک بر روی مقیاس های گردابی بزرگ مدل سازی شدند. یک عملیات فیلتراسیون فضایی جهت جداسازی گرداب های دارای مقیاس بزرگ و کوچک این جریان مورد استفاده قرار گرفت که منجر به تداوم رویه فیلتراسیون و معادلات ماندی یا معادله های مقدار حرکت به صورت تراکم ناپذیر Navier-Stokes به شرح ذیل گردید:
۳- نتایج و مباحث
نتایج تراکم LES و WT میانگین – زمانی (حد متوسط) همراه با نمای بیرونی پشت به باد (دیوار الف) و به سمت باد (دیوار ب) دیوارهای مسیل خیابانی برای هر دو موارد بدون درخت و دارای درختان که در امتداد یک خط کشیده شدند، نشان دهنده عملکرد نسبی LES در مقایسه با براوردهای های  WT می باشد . در مقایسه با دو مورد که در شکل ۴ ارائه شده است ، می توان این موضوع را مشاهده نمود که یک برنامه درخت کاری به طور معکوسی بر روی میدان جریان تاثیر گذاشته و منجر به بزرگتر شدن کلی می شود. چنین موردی را می توان به وسیله این حقیقت مورد بررسی قرار داد که تاج های درختان عملکردی همانند یک سینک یا فرو برنده حرکت آنی داشته و سبب کاهش گردش هوا در داخل کانال شده و خود مانع از تبادل هوا با گردش بالا سقفی خواهد شد. در نتیجه، آلایندگی کمتری به سمت بیرون از این کانال به واسطه این تهویه کاهش یافته به وجود خواهد آمد. این امر را می توان در جهت جداره پشت به باد(دیوار الف) به صورت بهتری مشاهد ه نمود که در آن غلظت های بزرگتر در مواردی که درختان به صورت خط امتداد یافته اند در مقایسه با موارد بدون درخت مشخص شده است.
شکل ۵ نشان دهنده نتایج عددی LES سرعت عمودی نرمال شده w+ و میزان غلظت مترادف با آن یعنی c+ در زمینه موارد دارای درخت و بدون درخت در سطح میانی کانال خیابانی می باشد (y/H = 0 در مسیر x) به نمایش این مورد کمک می نماید. می توان مشاهده نمود که سرعت مثبت یعنی (جرم هوایی به سمت خارج در دیوار الف) هم از نظر قدرت و هم از نظر اندازه با توجه به حضور درختان کاهش یافته است و در نتیجه آلودگی های بیشتری در این ناحیه دیده میشود.
نتایج عددی حاصل آمده از LES نشان دهنده توافق خوبی با برآوردهای WT برای دو مورد با درخت و بدون درخت، مخصوصا در دیواره پشت به باد( دیوار الف) می باشند، اما میزان نسبی پیش بینی بیش از حد غظت یا تراکم در دیوار به سمت باد(دیوار ب) برای مورد دارای درخت دیده     می شود. این موضوع معرف توسعه در مقایسه با نتایج حاصله از مطالعات قبلی بوسیله گرومک و همکاران می باشد که اقدام به کارگیری RANS نمودند اما هزینه محاسباتی تقریبا ۲۰ برابر بیشتر (به طور مثال  به میزان ۱۲ساعت و RSM ۳۶ ساعت وقت برد، در حالی که LES برای ۳۰ روز متوالی بر یک ایستگاه دارای پردازشگر زئون اینتل اجرا شد که بر روی ۴ پردازنده پارائل یا موازی اجرا شدند).
۴- نتیجه گیری
حضور درختان در مسیر کانال های خیابانی به طور معکوس سبب به صدا در آمدن زنگ اخطار در زمینه جریان های هوایی با توجه به قابلیت انتشار آلایندگی شده است. این موضوع مشاهده شده است که غلظت بالاتر آلودگی در خیابان هایی که دارای خطوطی از درختان کاشته  شده بوده اند، در مقایسه با کانال ها و مسیل های بدون درخت، مخصوصا در جداره پشت به باد، به واسطه کاهش تهویه هوا، و درختانی که همانند مانعی برای جریان هوا عمل می کنند، به وجود آمده است. نتایج عددی حاصله به وسیله LES قابل اطمینان می باشند و نشان دهنده قابلیت شبیه سازی های CFD و کاربرد آنها به عنوان یک مورد مکمل در زمینه آزمایشات و در برخی از مواقع به عنوان یک مورد دارای مزیت در مقایسه با WT تلقی شده است و مزیت آن بدین صورت مشخص گردیده است که آنها قابلیت فراهم آوردن جزئیات بیشتری را داشته و از اینرو بر برخی از محدودیت های آزمایشی فائق می آیند. چنین موضوعی سبب ترغیب استفاده از CFD به عنوان ابزاری برای سیاست گذاران و طراحان شهری شده است.

 

لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.