Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 810

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
20.01 Mб
Скачать

Выпуск № 3 (51), 2018

ISSN 2541-7592

12.Mikhailova, E. O. Prognozirovanie gidravlicheskikh kharakteristik gazoprovodnykh setei na gazoraspredelitel'nykh punktakh / E. O. Mikhailova, D. N. Kitaev // Gradostroitel'stvo. Infrastruktura. Kommunikatsii. — 2017. — № 3 (8). — S. 23—29.

13.Panov, M. Ya. Operativnoe upravlenie na osnove vozmushchennogo sostoyaniya gorodskoi sistemy gazosnabzheniya / M. Ya. Panov, G. N. Martynenko, A. I. Kolosov // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2016. — № 4 (44). — S. 48—55.

14.Panov, M. Ya. Upravlenie sistemami gazosnabzheniya s uzlovoi skhemoi otbora putevoi nagruzki / M. Ya. Panov, G. N. Martynenko, Kh. Aldalis // Gazovaya promyshlennost'. — 2009. — № 8. — S. 75—77.

15.Priputnev, D. A. Ekologicheskii monitoring okruzhayushchei sredy / D. A. Priputnev, I. N. Mal'tsev, V. I. Luk'yanenko, A. M. Chuikov // Problemy obespecheniya bezopasnosti pri likvidatsii posledstvii chrezvychainykh situatsii. — 2015. — T. 1. — S. 182—185.

16.Semenov, V. N. Perspektivy razvitiya regional'nogo zhilishchnogo stroitel'stva na primere Voronezhskoi oblasti / V. N. Semenov, V. I. Astanin, A. S. Ovsyannikov [i dr.]; pod obshch. red. V. N. Semenova. — Voronezh: VGASU, 2011. — 139 s.

17.Shcherbakov, V. I. Analiz, optimal'nyi sintez i renovatsiya gorodskikh sistem vodosnabzheniya i gazosnabzheniya / V. I. Shcherbakov, M. Ya. Panov, I. S. Kvasov. — Voronezh: VGASU, 2001. — 304 s.

18. Babonneau, F. Design and Operations of Gas Transmission Networks / F. Babonneau, Y. Nesterov, J.-P. Vial // Operations Research. — 2012. — № 60 (1). — P. 34—47.

19.Panov, M. Ya. Prompt Management on the Basis of the Disturbed State of the Urban Gas Supply System / M. Ya. Panov, G. N. Martynenko, A. I. Kolosov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2017. — № 1 (33). — P. 23—30.

20.R´ıos-Mercado, R. Z. Efficient Operation of Natural Gas Transmission Systems: a Network-Based Heuristic for Cyclic Structures / R. Z. R´ıos-Mercado, S. Kim, E. A. Boyd. // Computers & Operations Research. — 2006. — № 33 (8). — P. 2323—2351.

21.Sanaye, S. Optimal Design of a Natural Gas Transmission Network Layout / S. Sanaye, J. Mahmoudimehr // Chemical Engineering Research & Design. — 2013. — № 91 (12). — P. 2465—2476.

22.Tawarmalani, M. Global Optimization of Mixed-Integer Nonlinear Programs: Atheoretical and Com-

putational Study / M. Tawarmalani, N. V. Sahinidis // Mathematical Programming. — 2004.

— № 99

(3). —

Р. 563—591.

 

 

 

23. Woldeyohannes, A. D. Simulation Model

for Natural Gas Transmission Pipe-Line Network System /

A. D. Woldeyohannes, M. A. A. Majid // Simulation

Modeling Practices and Theory. — 2011.

— № 19

(1). —

P. 196—212.

 

 

 

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF THE GAS SUPPLY SYSTEM OF THE CITY DISTRICT OF VORONEZH FOR THE PERIOD TILL 2035

G. N. Martynenko1, D. N. Kitaev2

Voronezh State Technical University 1, 2

Russia, Voronezh

1PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Oil and Gas Business, tel.: +7-900-304-62-51, e-mail: glen2009@mail.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Oil and Gas Business

Statement of the problem. The prospects for long-term development of the gas industry in Voronezh in accordance with «Strategy of Socio-Economic Development of the Voronezh Region for the period till 2035» of the Department of Economic Development of the Voronezh region are considered.

Results. The current state of the gas supplysystem in Voronezh from 2011 to 2017 is investigated. A system of program activities necessary for the implementation of the Strategyis developed.

Conclusions. As a result of the analysis of statistical data on the gas economy of Voronezh from 2011 to 2017, events justified due to new buildings, the requirements for higher reliability of gas pipelines, trou- ble-free and continuous operation of gas stations are proposed. All the events are approved and taken into consideration byLtd. «Gazprom Gas Distribution Voronezh».

Keywords: gas supply, development prospects, gas supplysystem, Voronezh.

21

Научный журнал строительства и архитектуры

УДК 519.3

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ

ИКОНТАМИНАНТНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

ВПРИЗЕМНОМ СЛОЕ ГОРОДСКИХ УЛИЦ

О. А. Сотникова1, Н. В. Щетинин2

Воронежский государственный технический университет 1, 2 Россия, г. Воронеж

1Д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой проектирования зданий и сооружений им. Н. В. Троицкого,

тел.: (473)277-43-39, e-mail: ksenija.sotnikova@yandex.ru

2Аспирант

Постановка задачи. В связи с острой нехваткой свободных территорий, особенно в крупных городах, наблюдается рост численности зданий высотной застройки. Повсеместно фиксируется принцип строительства с уплотнением существующих жилых массивов, особенно это характерно для центральных густонаселенных зон городов. Формируются так называемые уличные каньоны городов-гигантов. При этом в уличных каньонах накапливаются тепловые и контаминантные загрязнения (токсичные пары, аэрозоли и др.), рост концентрации которых приводит к значительному ухудшению экологической ситуации. Математическое моделирование даст возможность прогнозировать динамику изменения качества воздуха в приземном слое уличных каньонов и оперативно управлять этим процессом.

Результаты. Предложен скорректированный вид математической модели течения воздушных потоков в городских уличных каньонах, что позволит упростить получение численного решения при прогнозировании динамики изменения качества воздуха в приземном слое.

Выводы. Расчеты по предложенным уравнениям математической модели позволят осуществить процесс прогнозирования в более короткие сроки без применения сложного программного обеспечения ЭВМ большой мощности.

Ключевые слова: ветровой поток, приземный слой атмосферы, источники загрязнения, моделирование.

Введение. Локальное распределение загрязнений в нижних слоях атмосферы городских улиц существенно зависит от термодинамических параметров атмосферного пограничного слоя, от геометрической конфигурации зданий, их взаимного расположения и размещения собственно источников теплоты (или загрязнения).

Данное обстоятельство оказывает непосредственное влияние на осредненную картину воздушных потоков (качественная характеристика) и на структуру потоков (количественная характеристика). Поэтому, чтобы прогнозировать степень турбулизации воздушных потоков и связанную с этим картину распределения теплоты/загрязнений в приземном слое атмосферы городских улиц с целью возможности активного управления рассеянием загрязнений или обоснования расположения воздухозаборных или воздуховыпускных вентиляционных устройств, необходимо как можно точнее смоделировать все поля течения [1—7].

1. Применение матмоделирования для описания процессов аэродинамики воздуш-

ных потоков внутри городских кварталов. Предполагается, что главные параметры подобия, определяющие рассматриваемые физические явления (числа Рейнольдса и Грасгофа), имеют в таких задачах существенные значения, превышающие критические, характеризующие турбулентный режим. Поэтому для повышения точности прогнозирования необходимо совершенствовать математическую модель течения воздушных потоков в условиях город-

© Сотникова О. А., Щетинин Н. В., 2018

22

Выпуск № 3 (51), 2018

ISSN 2541-7592

ских уличных каньонов: разработать надежную модель турбулентности высокой точности решения при больших числах Рейнольдса и Грасгофа. Исследованию данной цели (получению устойчивых и достаточно точных численных решений для полей течений с большими скоростями возвратных течений)посвящена работа [5], где рассмотрено течение в пограничном слое над стенкой с квадратной выемкой (рис. 1). Здесь источник теплоты, расположенный на дне указанной выемки, моделирует выделение теплоты/загрязнения, создавая восходящие потоки, взаимодействующие с основным течением «продуваемых» воздушных масс (рис. 1).

Рис. 1. К модели, описанной в работе [5]

Необходимо отметить, что наличие термически и орографически неоднородной подстилающей поверхности приводит к появлению ряда особенностей движения воздушных масс (а значит, и распространения загрязнений) в приземном слое атмосферы. Скорости ветра вблизи поверхности земли в некоторых случаях становятся чрезвычайно большими. При этом возникают области, в которых концентрация загрязняющих веществ существенно выше, чем их формирующиеся значения над горизонтальной, термически однородной подстилающей поверхностью при прочих равных условиях.

Только математическое моделирование может дать возможность получения картины распределения потоков для бесконечной вариативности возможных особенностей ландшафта. Особенно важным может быть применение математических моделей с целью прогнозирования развития ситуации при аварийных выбросах теплоты/загрязнения внутри кварталов плотной застройки городов. Здесь применение физического моделирования становится необоснованно дорогим, а перенос результатов, полученных на физической модели, в реальные условия городских улиц во многих случаях оказывается нетривиален (в частности, из-за «масштабного эффекта»). При территориальном планировании и предпроектном анализе территории рациональнее вначале выполнять серию численных расчетов по модели и лишь в особенных, наиболее сложных или важных случаях, дополнительно привлекать физическое моделирование.

В настоящее время для математического моделирования атмосферных процессов над сложной подстилающей поверхностью широко применяются трехмерные модели [5—7]. Они достаточно хорошо отражают влияние различных факторов на движение воздуха и распространение тепловых/массовых потоков в приземном слое сложной формы поверхности. Однако при расчетах с высоким пространственным разрешением зависимости, полученные в ходе решения трехмерных моделей, требуют наличия мощных вычислительных машин, а время реализации одного варианта прогнозного расчета неприемлемо высоко.

Чаще всего математическое моделирование дополняет результаты натурных измерений термодинамических и концентрационных параметров и позволяет спрогнозировать значения указанных величин на пространстве между точками натурных измерений. В связи с этим разработка и исследование более простых моделей аэродинамики атмосферы в приземном слое и переноса загрязнений над сложной подстилающей поверхностью — актуальная задача, требующая специального дополнительного осмысления и обоснования.

23

Научный журнал строительства и архитектуры

2. Математическая постановка задачи. Для численного моделирования течения в работе [5] использовались уравнения Навье-Стокса, упрощенные в рамках приближения Буссинеска. Для искомых функций исходными уравнения являлись:

 

 

 

u

 

 

w

 

 

Gr T

 

 

 

1 2

 

 

 

2

,

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

x

z

 

 

 

Re

2

 

 

 

 

 

 

2

 

x

2

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

uT

 

 

wT

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

T

,

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

t

 

x

 

 

z

 

 

 

 

RePr

x

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

u

 

 

 

,

 

 

 

w

 

 

 

 

.

 

 

(3)

 

 

x

2

 

z

2

 

 

z

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения записаны в безразмерной и традиционной форме со следующими обозначениями:

Gr g 0L³ H 0 /v2,

Pr v/ K,

Re U L /v.

Однородный невозмущенный поток был взят в качестве начального условия. При численном решении было принято расположение границы расчетной области как можно дальше от зоны возмущений. На стенке, таким образом, были записаны граничные условия следующего вида:

 

u w 0,

T C ,

T Cs.

(4)

Здесь

и — постоянные значения температуры в невозмущенном потоке и источ-

нике теплоты/загрязнения соответственно; на левой границе (вверх по течению потока):

 

 

u u z ,

 

w

 

(5)

 

 

 

 

0, T C .

 

 

 

 

 

x

x

 

 

На верхней границе:

 

 

 

 

 

 

u U ,

w 0,

T C .

(6)

На правой границе (вниз по течению потока):

w

0,

 

0,

T C .

(7)

 

 

x

x

 

 

 

 

В более общем виде для правой границы граничные условия аналогичны (5):

u u x ,

 

w

,

T C .

(8)

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

Была произведена упрощающая трансформация исходных уравнений (1)—(3) путем применения конечно-разностной схемы, и при численном решении получено стационарное решение для Gr = 106 и Re = 104. В этом случае вынужденная конвекция, обусловленная движением пограничного слоя над квадратной выемкой, преобладает над естественной конвекцией от источника теплоты/загрязнения. Область возвратного течения, существующая внутри выемки, устойчива, и ее влияние на внешний поток несущественно.

Поэтому все поле течения сравнительно быстро достигает стационарного состояния без физических неустойчивостей.

Если же Re = 103 и Gr = 106, то источник теплоты /загрязнения порождает внутри квадратной выемки двойную область возвратного течения, что характерно для естественной кон-

24

Выпуск № 3 (51), 2018

ISSN 2541-7592

векции. На ранних стадиях развития процесса область возвратного течения не выходит из выемки, но потом расширяется и начинает оказывать уже существенное влияние на основной «продуваемый» поток воздушных масс. Стационарное состояние также будет достигнуто через определенный период времени, но до этого часть основного потока все-таки проникнет в выемку.

И, наконец, показано, что при Re = 102 и Gr =106 стационарное состояние вовсе недостижимо, а зона возвратного течения существенно увеличивается, тем самым оказывая на процесс определяющее влияние.

В предложенном решении уравнений (1)—(3) имеем четыре неизвестных величины. С целью упрощения математической модели [5] и понижения количества неизвестных преобразуем данные уравнения следующим образом. Вначале примем следующие обозначения, несколько отличные от тех, что были приняты в [5], а именно: ω — вихрь; ψ — функция тока; x, z — координаты поперек улицы и вверх; u, w — скорости ветра поперек улицы и вверх.

Тогда исходные уравнения (1)—(3) будут иметь следующий вид:

1)

 

(u )

 

(w )

 

Gr T

 

 

 

1 2

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

Re x

 

 

 

 

 

2

z

2

 

t

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

(uT)

 

 

 

(wT)

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

T

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

t

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

RePr

x

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

, u

 

 

, w

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

В стационарном случае (см. выше):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

T

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение 1:

(9)

(10)

(11)

(12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

z

2

 

 

z

 

 

 

 

 

 

x

2

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gr T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

2

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

x

2

 

 

z

2

 

 

z

2

 

x

2

 

 

 

 

 

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

z x

2

 

 

 

z

 

 

 

 

z

2

 

 

 

z

 

x

x

2

 

 

 

x z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gr T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

2

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

 

2

z

2

z

2

x

2

 

 

 

 

 

z

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x z

x2

z

 

 

x3

 

 

x z

 

 

z2

 

 

 

 

z

 

 

x z2

 

z x

x2

 

 

x

 

z x2

 

 

 

(15)

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

Gr T

 

 

 

 

 

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z x z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

3

 

 

 

 

 

Re

2

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

x

2

z

2

z

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

Gr T

 

 

 

 

 

1 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

4

 

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

2

 

 

 

 

z

3

 

 

 

 

 

z

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Re

2

 

 

 

x

 

Re

 

x

4

 

 

 

2

z

2

z

4

x

x

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

25

Научный журнал строительства и архитектуры

Или:

 

Gr T

3

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

3

 

 

 

1 4

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Re

2

 

x

 

2

 

 

 

 

 

z

3

 

z

 

 

 

3

 

x z

2

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

z

2

z

4

 

 

 

x

x

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

Уравнение 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2T

 

 

 

2T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

z

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

RePr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

2

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RePr

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x z

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x z

 

x

 

z

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

T

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RePr

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

x

 

 

x

z

 

 

 

x

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

(18)

(19)

(20)

 

В первом уравнении старшие производные:

4

 

 

,

4

,

T

, для решения нужны

 

x4

 

 

z4

x

9

граничных условий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Во втором уравнении старшие производные:

 

2T

 

,

 

2T

,

для решения нужны

 

 

 

x2

 

 

4

граничных условия (рис. 2).

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Граничные условия к предлагаемой модели

Стенка:

 

z z0 ,

x x1;

x x1, 0 z z0 ;

 

z 0,

x1 x x2 ;

x x2 ,

0 z z0 ;

z z0 ,

x x2 .

1, 2) 0, 0 — проекции скоростей ветра на оси x и z равны нулю;

z x

3)T C — температура в невозмущенном потоке;

4)T(x*,0) CS — температура источника теплоты/загрязнения при z 0; x* — любое значение в интервале [x1, x2] или вообще отрезок в этом интервале.

Здесь 4 условия.

26

Выпуск № 3 (51), 2018

ISSN 2541-7592

Левая граница: z z0 , >

;

5)u(z) — функция изменения скорости ветра по высоте;

z

6)3 3 0;

x

7) T C .

Здесь 3 условия.

Верхняя граница: = < ;

8)z u* — установившаяся скорость ветра;

9)0 — скорость ветра в вертикальном направлении;

x

10)T C .

Здесь 3 условия.

Правая граница (аналогично левой): z z0 , < ;

11)u(z) — функция изменения скорости ветра по высоте;

z

12)3 3 0;

x

13) T C .

Здесь 3 условия.

В работе [5] для правой границы предлагается еще один вариант:

11)2 0 — проекция скорости ветра на вертикаль вдоль оси x постоянна;

x2

12)3 3 0 — вихрь вдоль оси х является постоянным;

x x3 x z2

13) T C .

Таким образом, выполненные нами преобразования позволяют упростить решение задачи и сделать ее более определимой.

Выводы. Полученные результаты представляются интересными с точки зрения прогнозирования картины загрязнения воздушных масс в приземном пространстве улиц (городских уличных каньонов).

Различной силе ветра и различным условиям интенсивности теплового источника (или источника загрязнения) соответствуют при этом совершенно разные качественные поля течения: начиная от варианта, когда воздух в приземном слое может самоочищаться путем разбавления и только за счет диффузии, заканчивая случаем, когда к диффузионному присоединяется мощный конвективный поток. Последнее обстоятельство позволяет утверждать, что при этом уровень тепловой или контаминантной загрязненности будет существенно снижен, а качество приземной атмосферы значительно улучшено.

27

Научный журнал строительства и архитектуры

Библиографический список

1.Дубинский, С. И. Численное моделирование ветровых воздействий на высотные здания и комплексы: автореф. дис. … канд. техн. наук / С. И. Дубинский. — М: МГСУ, 2010. — 21 с.

2.Каменецкий, Е. С. Математическое моделирование аэродинамики атмосферы и распространения

загрязняющих веществ над сложной подстилающей поверхностью: автореф. дис. … д-ра техн. наук / Е. С. Каменецкий. — Нальчик, 2009. — 45 с.

3.Кирнова, М. А. Условия работы естественной вытяжной вентиляции в многоэтажных жилых домах / М. А. Кирнова, О. А. Сотникова // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2013. — № 4 (32). — С. 34—40.

4.Пива, Р. Численное решение для течений в атмосферном пограничном слое над уличными каньонами: пер. с англ. / Р. Пива, П. Орланди // Численное решение задач гидромеханики. — М.: Мир, 1977. — С. 127—134.

5.Сотникова, О. А. Математическое моделирование векторного поля ветра при обтекании искусственных сооружений / О. А. Сотникова, Л. В. Мурашова, А. И. Маленев [и др.] // Вестник Воронежского госу-

дарственного университета. Сер.: Системный анализ и информационные технологии. — 2015. — № 4. — С. 22—30.

6.Сотникова, О. А. Моделирование распределения трехмерных стационарных воздушных потоков в помещении / О. А. Сотникова, И. С. Кузнецов, Л. Ю. Гусева // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2007. — Т. 3, № 6. — С. 121—123.

7.Сотникова, О. А. Экологическая безопасность вентилируемых помещений ресторанных комплексов / О. А. Сотникова, С. Г. Булыгина // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2012. — № 1. — С. 154—163.

8.Advanced Structural Wind Engineering / Y. Tamura, A. Kareem (Eds.) — Springer Tokyo Heidelberg New York Dordrecht London, 2013. — 410 p.

9.Amin, J. A. Characteristics of Wind Forces and Responses of Rectangular Tall Buildings [Электронный ресурс] / J. A. Amin, A. K. Ahuja // International Journal of Advanced Structural Engineering. — 2014. — №6 (66). — DOI: https://doi.org/10.1007/s40091-014-0066-1.

10.Best Practice Guideline for the CFD Simulation of Flows in the Urban Environment [Электронный ресурс] / Jörg Franke, Antti Hellsten, Heinke Schlünzen, Bertrand Carissimo (Eds.). — Hamburg, Germany: University of Hamburg, Meteorological Institute, 2007. — 53 р. — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/ 257762102/download.

11.Bi, An Jang. Analysis of Point and Area-averaged Pressure Coefficients Measured on the WERFL Build-

ing / Bi An Jang. —Texas Tech University, 2004. — P. 1—8.

12. Bitsuamlak, G. T. Numerical Evolution of Turbulent Flows over Complex Terrains. A Review /

G.T. Bitsuamlak, T. Stathopoulos, C. Bedard // Journal of Aerospace Engineering. 2004. — № 17 (4). — P. 135—145.

13.Blosken, B. Cfd Simulation of Atmospheric Boundary Layer-Wall Function Problems / B. Blosken,

T.Stathopoulos, J. Carmeliet // Atmospheric Environment. — 2007. — Vol. 41 (2). — P. 238—252.

14.Davidson, L. An Introduction to Turbulence Models: Report [Электронный ресурс] / L. Davidson. —

Goteborg, Sweden: Chalmer University of Technology, 1997. — 48 p. — Режим доступа: https://cfd.spbstu.ru/agarbaruk/doc/2011_Davidson_An%20introduction%20to%20turbulence%20models.pdf.

15.Devin, A. Brown. Analysis of Wind-Induced Acceleration and Pressure Data from an Eight-Hundred-Foot Building / Devin A. Brown. — USA, Universityof Notre Dame, 2003. — 144 p.

16.Dryden, H. L. Wind Pressure on a Model of the Empire Building / H. L. Dryden, G. C. Hill. — Moscow, 2010. — 191 p.

17.Holmes, J. D. Wind Loading of Structures / J. D. Holmes. — Great Brittan, Eastbourn, 2005. — 356 p.

18.Irwin, P. A. The Wind Engineering of the Burj Dubai Tower / P. A. Irwin, W. F. Baker // Proceedings of the Council on Tall Buildings and Urban Habitat Seventh World Congress, Renewing the Urban Landscape, New York, October 16—19. — Chicago, 2005. — 10 р.

19.Liaw, K. Simulation of Flow around Bluff Bodies Deck Section Using CFD: PhD thesis [Электронный ресурс] / Kai Fan Liaw. — University of Nottinghem, 2005. — 251 p. — Режим доступа: http://eprints.nottingham. ac.uk/10125/1/KFL_thesis.pdf.

20.Longeley, J. D. Shortterm Measurements of Airflow and Turbulence in Two Street Canyons in Manchester /

J. D. Longeley, M. W. Gallacher, J. R. Dorcy et al. // Atmospheric Environmental. — 2004. — Vol. 38, № 1. —

P.69—79.

21.Mayr, G. J. Gap Flow Measurements during The Mesoscale Alpine Programme / G. J. Mayr, L. Armi,

S.Arnold et al. // Meteorologyand Atmospheric Physics. — 2004. — Vol. 86, № 1—2. — P. 99—119.

22.Roy, A. K. Wind Load on High Rise Buildings with Different Configurations: A Critical Review [Электронный ресурс] / A. K. Roy, A. Sharma, B. Mohanty, J. Singh // Conference: International Conference on Emerging Trends in Engineering Innovations & Technology Management, at Hamirpur, HP, India, December 2017. — India,

28

Выпуск № 3 (51), 2018

ISSN 2541-7592

2017. —

372—379 р.

— Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/322725885_Wind_Load_

on_High_Rise_Buildings_with_Different_Configurations_A_Critical_Review.

23.

Tamura, Y. Wind Resistant Design of Tall Buildings in Japan [Электронный ресурс] / Y. Tamura. —

Tokyo Polytechnic University, 2004. — Режим доступа: https://ru.scribd.com/document/81166888/2006-Tamura- Wind-Resistand-Design-of-Tall-Buildings-in-Japan.

24. Tamura, Y. Wind Tunnel Tests and Full-scale Measurements. Lecture 7 [Электронный ресурс] / Y. Tamura. — Tokyo Polytechnic University, Atsugi, Japan, 2008. — Режим доступа: http://www.wind.arch.t- kougei.ac.jp/info_center/ITcontent/tamura/7.pdf.

25.Yassen El-Sayed Yassen, Ahmed. CFD Modelling of the Atmospheric BoundaryLayer in Short Test Section Wind Tunnel / Ahmed Yassen El-Sayed Yassen //American Journal of Aerospace Engineering. — 2015. — Vol. 2,

1—1. — P. 38—46.

26.Yin, Zhou. Along-Wind Load Effects on Tall Buildings: Comparative Study of Major International Codes and Standards / Zhou Yin, T. Kijevski, A. Kareem // Journal of Structural Engineering. — 2002. — № 128. — P. 788— 796. — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/228797585_Along-Wind_Load_Effects_on_Tall_ Buildings_Comparative_Study_of_Major_International_Codes_and_Standards.

References

1.Dubinskii, S. I. Chislennoe modelirovanie vetrovykh vozdeistvii na vysotnye zdaniya i kompleksy: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk / S. I. Dubinskii. — M: MGSU, 2010. — 21 s.

2.Kamenetskii, E. S. Matematicheskoe modelirovanie aerodinamiki atmosfery i rasprostraneniya zagryaznyayushchikh veshchestv nad slozhnoi podstilayushchei poverkhnost'yu: avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk / E. S. Kamenetskii. — Nal'chik, 2009. — 45 s.

3.Kirnova, M. A. Usloviya raboty estestvennoi vytyazhnoi ventilyatsii v mnogoetazhnykh zhilykh domakh / M. A. Kirnova, O. A. Sotnikova // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2013. — № 4 (32). — S. 34—40.

4.Piva, R. Chislennoe reshenie dlya techenii v atmosfernom pogranichnom sloe nad ulichnymi kan'onami: per. s angl. / R. Piva, P. Orlandi // Chislennoe reshenie zadach gidromekhaniki. — M.: Mir, 1977. — S. 127—134.

5.Sotnikova, O. A. Matematicheskoe modelirovanie vektornogo polya vetra pri obtekanii iskusstvennykh sooruzhenii / O. A. Sotnikova, L. V. Murashova, A. I. Malenev [i dr.] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser.: Sistemnyi analiz i informatsionnye tekhnologii. — 2015. — № 4. — S. 22—30.

6.Sotnikova, O. A. Modelirovanie raspredeleniya trekhmernykh statsionarnykh vozdushnykh potokov v pomeshchenii / O. A. Sotnikova, I. S. Kuznetsov, L. Yu. Guseva // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2007. — T. 3, № 6. — S. 121—123.

7.Sotnikova, O. A. Ekologicheskaya bezopasnost' ventiliruemykh pomeshchenii restorannykh kompleksov / O. A. Sotnikova, S. G. Bulygina // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2012. — № 1. — S. 154—163.

8.Advanced Structural Wind Engineering / Y. Tamura, A. Kareem (Eds.) — Springer Tokyo Heidelberg New York Dordrecht London, 2013. — 410 p.

9.Amin, J. A. Characteristics of Wind Forces and Responses of Rectangular Tall Buildings [Электронный ресурс] / J. A. Amin, A. K. Ahuja // International Journal of Advanced Structural Engineering. — 2014. — №6 (66). — DOI: https://doi.org/10.1007/s40091-014-0066-1.

10.Best Practice Guideline for the CFD Simulation of Flows in the Urban Environment [Электронный ресурс] / Jörg Franke, Antti Hellsten, Heinke Schlünzen, Bertrand Carissimo (Eds.). — Hamburg, Germany: University of Hamburg, Meteorological Institute, 2007. — 53 р. — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/ 257762102/download.

11.Bi, An Jang. Analysis of Point and Area-averaged Pressure Coefficients Measured on the WERFL Build-

ing / Bi An Jang. —Texas Tech University, 2004. — P. 1—8.

12. Bitsuamlak, G. T. Numerical Evolution of Turbulent Flows over Complex Terrains. A Review /

G.T. Bitsuamlak, T. Stathopoulos, C. Bedard // Journal of Aerospace Engineering. 2004. — № 17 (4). — P. 135—145.

13.Blosken, B. Cfd Simulation of Atmospheric Boundary Layer-Wall Function Problems / B. Blosken,

T.Stathopoulos, J. Carmeliet // Atmospheric Environment. — 2007. — Vol. 41 (2). — P. 238—252.

14.Davidson, L. An Introduction to Turbulence Models: Report [Электронный ресурс] / L. Davidson. —

Goteborg, Sweden: Chalmer University of Technology, 1997. — 48 p. — Режим доступа: https://cfd.spbstu.ru/agarbaruk/doc/2011_Davidson_An%20introduction%20to%20turbulence%20models.pdf.

15.Devin, A. Brown. Analysis of Wind-Induced Acceleration and Pressure Data from an Eight-Hundred-Foot Building / Devin A. Brown. — USA, Universityof Notre Dame, 2003. — 144 p.

16.Dryden, H. L. Wind Pressure on a Model of the Empire Building / H. L. Dryden, G. C. Hill. — Moscow, 2010. — 191 p.

17.Holmes, J. D. Wind Loading of Structures / J. D. Holmes. — Great Brittan, Eastbourn, 2005. — 356 p.

29

Научный журнал строительства и архитектуры

18.Irwin, P. A. The Wind Engineering of the Burj Dubai Tower / P. A. Irwin, W. F. Baker // Proceedings of the Council on Tall Buildings and Urban Habitat Seventh World Congress, Renewing the Urban Landscape, New York, October 16—19. — Chicago, 2005. — 10 р.

19.Liaw, K. Simulation of Flow around Bluff Bodies Deck Section Using CFD: PhD thesis [Электронный ресурс] / Kai Fan Liaw. — University of Nottinghem, 2005. — 251 p. — Режим доступа: http://eprints.nottingham.ac.uk/10125/1/KFL_thesis.pdf.

20.Longeley, J. D. Shortterm Measurements of Airflow and Turbulence in Two Street Canyons in Manchester /

J. D. Longeley, M. W. Gallacher, J. R. Dorcy et al. // Atmospheric Environmental. — 2004. — Vol. 38, № 1. —

P.69—79.

21.Mayr, G. J. Gap Flow Measurements during The Mesoscale Alpine Programme / G. J. Mayr, L. Armi,

S.Arnold et al. // Meteorologyand Atmospheric Physics. — 2004. — Vol. 86, № 1—2. — P. 99—119.

22.Roy, A. K. Wind Load on High Rise Buildings with Different Configurations: A Critical Review [Электронный ресурс] / A. K. Roy, A. Sharma, B. Mohanty, J. Singh // Conference: International Conference on Emerging Trends in Engineering Innovations & Technology Management, at Hamirpur, HP, India, December 2017. — India,

2017.

372—379 р. —

Режим

доступа:

https://www.researchgate.net/publication/322725885_Wind_Load_

on_High_Rise_Buildings_with_Different_Configurations_A_Critical_Review.

 

23.

Tamura, Y. Wind Resistant Design of Tall Buildings in Japan [Электронный ресурс] / Y. Tamura. —

Tokyo

Polytechnic

University,

2004.

Режим

доступа: https://ru.scribd.com/document/81166888/

2006-Tamura-Wind-Resistand-Design-of-Tall-Buildings-in-Japan.

 

24.

Tamura,

Y. Wind

Tunnel Tests

and

Full-scale

Measurements. Lecture 7 [Электронный ресурс] /

Y. Tamura. — Tokyo Polytechnic University, Atsugi, Japan, 2008. — Режим доступа: http://www.wind.arch.t- kougei.ac.jp/info_center/ITcontent/tamura/7.pdf.

25.Yassen El-Sayed Yassen, Ahmed. CFD Modelling of the Atmospheric BoundaryLayer in Short Test Section Wind Tunnel / Ahmed Yassen El-Sayed Yassen //American Journal of Aerospace Engineering. — 2015. — Vol. 2,

1—1. — P. 38—46.

26.Yin, Zhou. Along-Wind Load Effects on Tall Buildings: Comparative Study of Major International Codes and Standards / Zhou Yin, T. Kijevski, A. Kareem // Journal of Structural Engineering. — 2002. — № 128. — P. 788— 796. — Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/228797585_Along-Wind_Load_Effects_on_Tall_ Buildings_Comparative_Study_of_Major_International_Codes_and_Standards.

MODELLING OF THE DISTRIBUTION OF THERMAL

AND CONTAMINANT POLLUTIONS IN A GROUND LAYER OF URBAN STREETS

O. A. Sotnikova1, N. V. Shchetinin2

Voronezh State Technical University1, 2

Russia, Voronezh

1D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Designing of Buildings and Structures Named after N. V. Troitskii, tel. (473)277-43-39, e-mail: ksenija.sotnikova@yandex.ru

2PhD student

Statement of the problem. Due to a sharp lack of free areas particularly in large cities, there is a growth of the number of high rises. There is an overall principle of construction employing compaction of existing residential areas, particularly in central densely populated urban areas. As a result, there are what is called street canyons of giant cities. They accumulate thermal and contaminant pollutions (toxic vapors, aerosols, etc.), which eventually lead to a significant environmental degradation. Mathematical modeling allows the dynamics of changes in the air qualityin a layer adjacent to the ground to be predicted in street canyons and to be instantlycontrolled.

Results. The corrected image of the mathematical model of flowing of air flows in urban street canyons was proposed to enable a simpler numerical solution while predicting the dynamics of change in the air qualityin a ground layer.

Conclusions. Calculations using the suggested equations of the mathematical model would allow quicker prediction with no use of complex super-power software.

Keywords: wind flow, ground layer of the atmosphere, pollution sources, modeling.

30