شبیه‎سازی عددی جریان دو فازی ذرات معلق در هوا و مطالعه پیرامون رفتار ذرات گردوغبار تحت شرایط مختلف جوی و فرآیند رسوب ذرات گرد و غبار

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی‌ارشد مهندسی عمران، بخش مهندسی عمران، دانشگاه قم

2 استادیار، آزمایشگاه پژوهشی دینامیک سیالات محاسباتی، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه قم

3 استادیار، بخش مهندسی عمران، دانشگاه قم

چکیده

ریزگرد‎ها و پیامد‎های زیستی و فنی آن‎ها امروزه تبدیل به مسئله‎ای شده که حتی ذهن پژوهشگران و صنعتگران را نیزدرگیر نموده و هر یک از آن‌ها جنبه‎ای را بررسی نموده‎اند. در پژوهش حاضر ابتدا مروری اجمالی از وضعیت ریزگردها و معضلات زیست محیطی آن‎ها در کشور بیان شده و نحوۀ مدل‎سازی حرکت ریزگردها در محدودۀ دانشگاه قم با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی تشریح گردیده است. سپس به نحوۀ تاثیر شرایط جوی و رسوب این ذرات در بخشی از دانشگاه قم و به صورت عددی پرداخته می‎شود. نتایج نشان داد که معماری ساختمان اثر قابل توجهی در توزیع ریزگرد‎‎ها در اطراف ساختمان دارد. سپس اثر جهت وزش باد بر توزیع ریزگرد‎ها بررسی شد. در حالت قرارگیری ساختمان به‎صورتی که نیروی وارد بر آن کمینه باشد، میزان حبس ذره‎های ریزگرد کاهش چشمگیری یافت. سپس اثر دما بر روی پراکنش ریزگرد‎ها مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر فصول مختلف بر پراکندگی ریزگرد‎ها بررسی شد. در محوطۀ مرکزی ساختمان در نظر گرفتن دما غلظت ذره‎های گردو‎غبار را تا نود درصد کاهش داده است. در بخش آخر تجمع ذره‎ها در سطح زمین بررسی شد. نتایج حاکی از تاثیر پذیری انباشت ذره‎های گردو‎غبار از جهت باد در محوطۀ مرکزی ساختمان مورد مطالعه بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] متین اح، بیاتیان م (1389) جمع آوری و پالایش آلاینده‎های هوا (ذره ها). چاپ اول، تهران: انتشارات فن‎آوران.

[2] قاسمی ف، تقوی ل (1392) بررسی ترکیب و منشاء ریزگرد‎ها و تاثیرات آن بر سلامتی انسان و محیط‎زیست. سی و دومین گردهمایی و نخستین کنگرۀ بین المللی تخصصی علوم زمین 27-30.

[3] اسکندری ص (1390) آلودگی هوا. گزارش ادارۀ پایش هوای سازمان حفاظت محیط‎زیست ایران.

[4] مرادی ا (1394) ارزیابی اثرات زیست محیطی پدیده خشکسالی بر وقوع ریزگردها. اولین همایش ملی تخصصی علوم کشاورزی و محیط زیست ایران.

[5] احدی س، نجفی م‌ع، روشنی م (1391) گزارش سالانه کیفیت هوای تهران در سال 1390. گزارش فنی شرکت کنترل کیفیت هوا، شماره QM91/02/06(U)/01،  یکم مهر‎ماه.

[6] NARSTO EPA_SS_HOUSTON TEXAQS2000 PM2.5 Organic Speciation Data (2005) Retrieved from http://www.calipso.larc.nasa.gov.

[7]  Characterization of transport and transformation of air pollutants, (n.d). Retrieved from https://www.mtu.edu.

[8] بُربُر م (1393) خاستگاه و خسارت ریزگردها. دسترسی از http://reezgard.blogfa.com بازیابی شده در تاریخ 8/5/1394.

[9] گرد و غبار سونامی مرگباری برای بخش کشاورزی (1392) دسترسی از http://reezgard.blogfa.com بازیابی شده در تاریخ 19/5/1394.

[10] گزارش ادارۀ کل حفاظت محیط زیست استان قم (بی تا). سازمان حفاظت محیط زیست، شاخص کیفیت هوا، دسترسی در تاریخ 30/11/1393.

[11] احمدیزاده ا (1393) گزارش وضعیت آلودگی های زیست محیطی استان قم، سازمان حفاظت محیط زیست، اداره کل حفاظت محیط زیست قم، مرکز تحقیقات زیست محیطی، شهریور.

[12] سلیمانی آ، عسگری ح‌م، دادالهی س‌.، علمی‌زاده هـ، خزاعی س‌ح (بی تا) ارزیابی عمق اپتیکی حاصل از تصاویر ماهواره MODIS در خلیج فارس، پذیرفته شده درمجله علوم و فنون دریایی.

[13] میر عبد الله لواسانی آ، مهدی پور ر، رضی پ (1392) بررسی عددی پروسیتی و ضخامت فیلتر در حرکت ریز گرد‎ها. همایش ملی پژوهش‎‎های محیط‎زیست ایران، همدان، دانشکده شهید مفتح.

[14] مؤیدی م‌ک، بشردوست ع (1394) شبیه‎سازی عددی میدان جریان و انتقال ذره های آلاینده حول پشته‎های انباشت مواد اولیه. بیست و سومین همایش سالانه بین‎المللی مهندسی مکانیک ایران، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

[15] حسنوند م‌ص، ترکیان ا، صاحب نسق م‌ر، ندافی ک، مویدی م‌ک (1391) بررسی اثر مواد افزودنی بر کاهش بادبردگی از پشته‎های سنگ آهن با استفاده از تونل باد. مجله سلامت و محیط، فصلنامه علمی پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران 519-530.

[16] قمی م، قدیمی ف (1393) بررسی آلاینده‎های عناصر سنگین موجود در ریزگردهای شهر اراک. همایش ملی زیست بوم پایدار و توسعه، اراک.

[17] همتی م، رحیمی ق(1393) بررسی توزیع مکانی برخی فلزات سنگین حاصل از ریز ذره‌های گردوغبار در همدان. اولین همایش ملی مدیریت پایدار منابع خاک و محیط‎زیست، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

[18] رفیعی م، بنی نعیمه س، راسخ ع (1393) بررسی میزان تاثیر سرعت باد در تشدید غلظت PM10 در هوای شهر اهواز. اولین همایش ملی محیط‎زیست دانشگاه پیام نور، اصفهان.

[19] Zhang Z, Wieland R, Reiche M, Funk R, Hoffmann C, Li Y, Sommer M (2011) Wind modelling for wind erosion research by open source computational fluid dynamics. Ecological Inform 6(5): 316-324.

[20] Hong SW, Lee IB ,Seo IH, Kwon KS, Kim TW, Son YH, Kim M (2014) Measurement and prediction of soil erosion in dry field using portable wind erosion tunnel. Biosyst Eng 68-82.

[21] Liu D, Bu C, Chen X (2013) Development and test of CFD–DEM model for complex geometry:A coupling algorithm for Fluent and DEM. Comput Chem Eng 260-268.

[22] ورستیگ م (1379). مقدمه‎ای بر دینامیک سیالات محاسباتی CFD. چاپ اول، انتشارات دانشگاه علم و صنعت.

[23] فرزیگر جی اچ (1388) روش‎های محاسباتی در دینامیک شاره‎ها. چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل.

[24] McDonough JM (2007) Lectures in computational fluid dynamics of incompressible flow. 3rd edn. pp 60-61.

[25] Marchi CH, Suero R, Araki LK (2009) The lid-driven square cavity flow: Numerical solution with a 1024 x 1024 grid. ABCM XXXI(3).