Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2639_Harerton Oliveira Dourado - Dissertação.pdf: 1884341 bytes, checksum: 5a0fb0840af372b7ababb381fe5dea25 (MD5) Previous issue date: 2007-08-28 / A emissão atmosférica de compostos odorantes pode causar impactos ambientais, causando incômodo e trazendo prejuízos à saúde. Uma das ferramentas empregadas nos estudos desses impactos são os modelos matemáticos, baseados na solução das equações de transporte do poluente. Um aspecto importante é a capacidade dos modelos em incluir o efeito da presença de obstáculos no escoamento. Devido à facilidade e rapidez em sua aplicação, os modelos gaussianos são muitas vezes empregados, mas sua formulação original não leva em conta a presença de obstáculos. A presença de obstáculos aumenta a geração de turbulência, causando uma maior diluição do poluente emitido. A possibilidade de incluir estes efeitos na modelagem gaussiana foi objeto de estudo de vários autores. O presente trabalho estuda a modelagem matemática da dispersão atmosférica de compostos odorantes empregando a modelagem gaussiana de pluma flutuante empregada com seis diferentes abordagens para considerar os efeitos da presença do obstáculo. O modelo de pluma flutuante estabelece que a dispersão atmosférica de um poluente é o resultado da turbulência e do movimento oscilatório devido à variação da direção do vento, sendo que a concentração do poluente, bem como a variação da posição da pluma obedecem à distribuições gaussianas. A metodologia empregada permite a previsão do impacto causado fornecendo, além dos resultados de concentração média durante um determinado tempo de amostragem, informações quanto à intermitência tempo em que a concentração do composto ultrapassa um limiar definido. São fornecidos também informações quanto à relação entre o valor de pico e o valor médio da concentração no receptor. Os resultados da modelagem são comparados a dados obtidos em experimentos realizados em túnel de vento e mostram que o modelo não é completamente adequado ao emprego para estudo da dispersão atmosférica, apesar de mostrar concordância relativamente boa com os dados experimentais quanto à concentração média. Os resultados mostram que a influência do obstáculo é bem modelada qualitativamente. Os resultados da intermitência apresentaram magnitude subestimada pelo modelo em regiões próximas do obstáculo e superestimada em pontos mais afastados deste. Este resultado pode ser devido à maneira de modelar o efeito do formato do obstáculo ou à forma de determinação dos parâmetros de dispersão relativos à pluma flutuante. Uma modificação desses parâmetros manteve o resultado obtido para a concentração média e relação pico/média, porém alterou os resultados da intermitência, tornando-os de comportamento mais próximos ao observado em túnel de vento.

Submitted by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2014-10-22T19:40:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese.Texto. Harerton.pdf: 10233888 bytes, checksum: 07430cd5d095105bce4d05998744e1f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2014-11-19T18:11:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese.Texto. Harerton.pdf: 10233888 bytes, checksum: 07430cd5d095105bce4d05998744e1f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-19T18:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese.Texto. Harerton.pdf: 10233888 bytes, checksum: 07430cd5d095105bce4d05998744e1f7 (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente trabalho investigou o problema da modelagem da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos (cúbicos e com forma complexa) sob condição de estabilidade atmosférica neutra. Foi empregada modelagem numérica baseada nas equações de transporte (CFD1) bem como em modelos algébricos baseados na pluma Gausseana (AERMOD2, CALPUFF3 e FPM4). Para a validação dos resultados dos modelos e a avaliação do seu desempenho foram empregados dados de experimentos em túnel de vento e em campo. A fim de incluir os efeitos da turbulência atmosférica na dispersão, dois diferentes modelos de sub-malha associados à Simulação das Grandes Escalas (LES5) foram investigados (Smagorinsky dinâmico e WALE6) e, para a inclusão dos efeitos de obstáculos na dispersão nos modelos Gausseanos, foi empregado o modelo PRIME7. O uso do PRIME também foi proposto para o FPM como uma inovação. De forma geral, os resultados indicam que o uso de CFD/LES é uma ferramenta útil para a investigação da dispersão e o impacto de compostos odorantes em presença de obstáculos e também para desenvolvimento dos modelos Gausseanos. Os resultados também indicam que o modelo FPM proposto, com a inclusão dos efeitos do obstáculo baseado no PRIME também é uma ferramenta muito útil em modelagem da dispersão de odores devido à sua simplicidade e fácil configuração quando comparado a modelos mais complexos como CFD e mesmo os modelos regulatórios AERMOD e CALPUFF. A grande vantagem do FPM é a possibilidade de estimar-se o fator de intermitência e a relação pico-média (P/M), parâmetros úteis para a avaliação do impacto de odores. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a determinação dos parâmetros de dispersão para os segmentos de pluma, bem como os parâmetros de tempo longo nas proximidades da fonte e do obstáculo no modelo FPM pode ser melhorada e simulações CFD podem ser usadas como uma ferramenta de desenvolvimento para este propósito. Palavras chave: controle de odor, dispersão, fluidodinâmica computacional, modelagem matemática, modelagem gaussiana de pluma flutuante, simulação de grandes vórtices (LES). / The present work investigated odour dispersion modelling in the presence of obstacles (cubical and complex-shaped buildings) under neutral atmospheric conditions employing numerical modelling based on the transport equations (CFD8) as well as on algebraic Gaussian- based models (AERMOD9, CALPUFF10 and FPM11) and using field and wind tunnel data to validate the models results and evaluate the models performance. To include atmospheric turbulence effects on dispersion, two different subgrid scale models associated to the Large Eddy Simulation (LES) technique were investigated (Dynamic Smagorinsk and WALE12) and to include the building effects on dispersion in the Gaussian-based models, PRIME13 was used. The use of PRIME was also proposed for FPM as a novelty. Overall, results indicate the use of the CFD/LES might be a useful tool for assessment of odour dispersion and impact in the presence of obstacles and also for the development of Gaussian models. Results also indicate that the proposed FPM, which included the effects of the obstacle based on the PRIME model, is a very useful tool in odour dispersion modelling, due to its simplicity and easy set up if compared to the more complex CFD modelling and even regulatory models AERMOD and CALPUFF. The great advantage of FPM is the possibility of estimating intermittency and also the peak-to-mean (P/M) concentration ratio, which are useful parameters for odour impact assessment. Results obtained in the present work indicate the determination of the plume segments dispersion parameters, as well as the long term dispersion parameters in the near field of the source and obstacle in FPM might be improved and CFD could be used as development tool for this purpose. Key words: Odour control, dispersion, computational fluid dynamics (CFD), mathematical modelling, fluctuating plume Gaussian modelling, Large Eddy Simulation (LES).