مدل ‌سازی جریان هوا و جابجایی ذرات شن اطراف تپه‌های کم ‌ارتفاع با بهره‌گیری از الگوی شبیه ‌سازی گردابه‌های بزرگ

انتشار و توزیع ذرات گرد و غبار از مهم ترین مسائل در حوزه مطالعات محیط‌زیست می باشد. انتقال ذرات گرد و غبار تحت‌ تاثیر عوامل طبیعی و محیطی بوده و همواره اثرات مخربی بر محیط‌ زیست و به‌ ویژه سلامتی افراد دارد. در پژوهش حاضر به شبیه سازی عددی انتشار ذرات گردوغبار در اطراف تپه های کم‌ارتفاع پرداخته شده ‌است. جابجایی ذرات گردوغبار تحت‌تاثیر عواملی چون سرعت جریان هوا، شرایط محیط، سطح و نیز جنس و ویژگی های ساختاری خود ذرات می باشد. به‌ منظور پیش بینی دقیق میدان جریان و بررسی نحوه انتشار ذرات گردوغبار از روش عددی مبتنی بر الگوی شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ استفاده شده ‌است. صحت سنجی برای مدل، بر مبنای مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی با داده‌های آزمایشگاهی انجام شده است و دقت مناسبی را برای مدل سازی مبتنی بر الگوی شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ نشان می‌دهد. در پژوهش حاضر شبیه سازی عددی جریان سیال با ماژول فلوئنت از بسته نرم افزاری انسیس انجام گرفته است. نتایج این پژوهش شامل تغییرات غلظت ذرات گردوغبار تحت ‌تاثیر عواملی مانند سرعت جریان هوا و نیز قطر خود ذرات ارائه شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته ‌است. نتایج نشان از افزایش میزان غلظت ذرات شن با کاهش قطر آن ها از 200 میکرون به 20 میکرون در این مطالعه می دهد. همچنین هرچه سرعت جریان هوای ورودی به دامنه محاسباتی بیشتر باشد، میزان غلظت ذرات بر روی سطح تپه و محیط اطراف آن کاهش می یابد.

modeling of air flow and sand particles emission around low-lying hills using large eddy simulation

the emission and distribution of dust particles are of the most important issues in the field of environmental studies. the transfer of dust particles is influenced by natural and environmental factors and always has destructive effects on the environment and especially on people’s health. in present research, the numerical simulation of the emission of dust particles around low-lying hills has been done. the emission of dust particles is influenced by factors such as airflow velocity, environmental conditions, surface and also the type and structural characteristics of the particles. in order to accurately predict the flow field and investigate the way of dust particles emission, a numerical method based on the large eddy simulation has been used. validation of the model was performed based on the comparison of simulation results with the laboratory data. it shows an appropriate accuracy for modeling based on the large eddy simulation. in the current research, the numerical simulation of fluid flow has been done with the fluent module from the ansys software package. the results of this research, including changes in the concentration of dust particles under the influence of factors such as airflow velocity and the diameter of the particles, have been presented and discussed. the results show an increase in the concentration of sand particles by reducing their diameter from 200 microns to 20 microns in this study. also, the higher velocity of the inlet air flow into the computing domain, the lower the concentration of particles on the surface of the hill and its surrounding environment.