ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИМЕСИ В УСЛОВИЯХ УЛИЧНОГО КАНЬОНА

Аннотация

Для большинства крупных мегаполисов характерно наличие проблем, связанных с обеспечением экологически благополучной среды обитания населения. Так как население по большей части концентрируется в зонах жилой застройки, то имен но в жилых массивах необходимо сохранять максимальный социальный и экологический комфорт. Среди основных источников загрязнения атмосферного воздуха жилых массивов можно отметить автомобильный транспорт. Современные городские путепроводы зачастую создают устойчивые зоны загрязнения, где предельно допустимая концентрация вредных примесей превышается в несколько раз. Современные методы математического моделирования позволяют успешно решать задачи анализа и прогнозирования распространения вредных примесей в атмосфере с учетом характера воздушных потоков и особенностей городской застройки. Основной проблемой здесь является правильное воспроизведение структуры турбулентности воздушного потока, включая поля скорости и давления, турбулентное перемешивание, а также учет влияния элементов городского ландшафта на процесс переноса и диффузии примеси. Поэтому, целью данной работы является исследование процесса распространения примеси, развивающегося в турбулентных потоках в условиях уличных каньонов на основе разработанной модели, описываемой системой уравнений движения Навье–Стокса, уравнения распределения давления Пуассона, уравнения адвекции-диффузии и набора начальных и граничных условий. Для численного решения поставленной задачи разработан алгоритм, основанный на конечно разностной схеме Кранка–Николсона. Разработанные модель и алгоритм были реализован в виде программного средства для проведения вычислительных экспериментов, результаты которых приведены в графическом виде и дана их интерпретация.