[pt] O objetivo principal do presente trabalho foi investigar
computacionalmente o escoamento e a dispersão de
poluentes atmosféricos sobre topografias complexas
tridimensionais em escala de laboratório. Foram
realizadas simulações numéricas de escoamentos neutros e
estavelmente estratificados sobre colinas e também sobre
terreno plano. A modelagem matemática, baseada na solução
das equações gerais de conservação, inclui o modelo de
tensões de Reynolds para a turbulência e um modelo de
duas camadas para o tratamento do escoamento na região
próxima à parede. O código comercial Fluent (Versão
6.0.12), que emprega o método de volumes finitos, foi
utilizado nas simulações computacionais. Os resultados
numéricos foram comparados a dados obtidos em
experimentos em túnel de vento disponíveis na literatura.
Também foram realizadas comparações com resultados
obtidos com a utilização do modelo (k menos épsilon)
clássico. A
comparação entre os resultados obtidos com as diversas
modelagens numéricas e os dados experimentais mostrou que
a utilização conjunta do modelo de tensões de Reynolds e
do tratamento em duas camadas produziu os melhores
resultados na predição do escoamento. O desempenho dessa
modelagem foi particularmente superior na representação
da recirculação no escoamento na região a jusante da
colina. Com relação ao cálculo das concentrações, os
resultados obtidos foram razoáveis nas regiões mais
distantes da fonte quando comparados aos experimentais.
Na região mais próxima à fonte emissora, foram calculadas
concentrações excessivamente altas ao nível do solo.
Estas discrepâncias foram atribuídas ao fato de ter-se
utilizado um modelo de difusividade turbulenta isotrópica
para os cálculos da dispersão turbulenta do poluente.
Ainda assim, os campos de concentrações apresentados
mostraram importantes aspectos qualitativos relativos ao
problema como, por exemplo, os efeitos da estabilidade
atmosférica na dispersão do poluente, que foram
adequadamente previstos. / [en] The main objective of the present work was to investigate
computationally the flow and the dispersion of atmospheric
pollutants over three dimensional complex topographies in
laboratory scale. The investigations included the numerical
simulation on the neutral and stably stratified flows over
hills and flat terrain. The mathematical model was based on
the solution of the general conservation equations and
included the Reynolds stress model for turbulence and a two
layer zonal model for the flow treatment in the near wall
region. The commercial code Fluent (Version 6.0.12), which
is based on the finite volume method, was employed in the
computational simulations. The numerical results were
compared to data obtained in wind tunnel experiments,
available in the literature. Comparisons were also made
with results obtained by employing the standard (k less
épsilon) model
for turbulence.
The comparisons between the experimental data and the
numerical results showed that the combined use of the
Reynolds stress model and the two layer treatment provided
the best results for the flow representation. This modeling
approach was particularly superior in representing the flow
recirculation on the leeside of the hill.
The predicted concentrations results were reasonably good
at regions far away from the emission source. In the near
source regions, the ground level concentrations were
overestimated by the numerical modeling. These
discrepancies were attributed to the employment of an
isotropic turbulent diffusivity model in the turbulent
dispersion calculations. Nevertheless, the calculated
concentration fields represented well important qualitative
features of PUC Rio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:5174 |
| Date | 12 July 2004 |
| Creators | ANDRE AUGUSTO ISNARD |
| Contributors | MARCOS SEBASTIAO DE PAULA GOMES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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