Математическое моделирование течения воздуха и распространения газообразных загрязняющих веществ в городской застройке тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат наук Волик Мария Владимировна

• Волик Мария Владимировна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Волик Мария Владимировна

Введение

Глава 1. Математическое моделирование аэродинамики

улиц и распространения в них загрязняющих веществ

1.1.Обзор результатов наблюдений и экспериментальных

исследований по аэродинамике городской застройки

1.2.Математические модели аэродинамики городской застройки

1.2.1. Моделирование потоков воздуха в типичных улицах

1.2.2.Моделирование распространения загрязняющих

веществ в типичных городских застройках

Глава 2. Моделирование течения воздушных потоков и распространения загрязняющих веществ внутри улиц

в переменных вихрь-функция тока

2.1. Математическая модель аэродинамики улиц и распространения в них загрязняющих веществ в

переменных вихрь-функция тока

2.2. Моделирование аэродинамики внутри типичной

улицы с домами одинаковой высоты по ее сторонам

2.3. Моделирование аэродинамики и распространения

загрязняющих веществ внутри улиц разной конфигурации

Глава 3. Решение задач аэродинамики уличных каньонов в физических переменных

3.1. Математическая модель аэродинамики улиц и распространения в них газообразных загрязняющих веществ

в физических переменных

3.2. Тестирование и верификация модели

3.3. Моделирование аэродинамики городской застройки

разной конфигурации

3.4. Моделирование распространения газообразных

загрязняющих веществ внутри городской застройки

Глава 4. Моделирование течения воздуха в трехмерных

элементах городской застройки

4.1. Исследование влияния длины улицы на ее аэродинамику

4.2. Моделирование аэродинамики для нескольких

элементов городской застройки

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность темы.

В современном обществе значительно обострились проблемы экологии, которые необходимо учитывать даже при решении политических, экономических и социальных задач. [45, 50] Приоритетная задача науки заключается в разработке технологий интегральной оценки экологической безопасности регионов и городов России. [53] Эта задача направлена на обеспечение экологической безопасности страны за счет:

• оценки поведения в окружающей среде широкого спектра загрязняющих веществ, опасных для организмов, экосистем и человека;

• оценки риска возникновения различных природных и техногенных катастроф для минимизации их последствий;

• разработки эффективных методов оценки экологической безопасности регионов и городов и создания технологий предоставления ресурсно-экологической информации государственным органам и хозяйствующим субъектам.

Для проведения эффективных природоохранных мероприятий необходим качественный контроль за состоянием выбросов в окружающую среду от всех источников загрязнения. Массовая доля выбросов, приходящаяся на автотранспорт, с каждым годом возрастает в связи с быстрым увеличением количества единиц автотранспорта, что приводит к тому, что газообразные выбросы от автомобилей становятся основным источником загрязнения городской атмосферы. Однако нельзя игнорировать загрязняющие вещества, поступающие в улицы при выбросах промышленными предприятиями.

К газообразным загрязняющим веществам относят вещества, которые при температурах и давлениях, обычных для приземного слоя атмосферы, находятся в газообразном состоянии. Основными газообразными загрязнениями являются оксиды серы Б02, 803, сероводород ^Б, оксиды

азота NO, NO2, оксиды углерода СО, СО2, аммиак NH3. В атмосфере эти загрязняющие вещества взаимодействуют с кислородом, водой и между собой с образованием опасных для биосферы продуктов. В частности, такое явление, как кислотные дожди (кислотные осадки), обусловлено присутствием в атмосфере главным образом оксидов серы и азота. Продукты реакций, образующиеся при взаимодействии газообразных загрязняющих веществ в атмосфере (вторичные загрязнения), в результате течения различных биосферных процессов переносятся в другие природные среды, воздействуют на живые организмы, являются часто причиной экологических кризисов. Загрязненный атмосферный воздух является значимым экологическим фактором, оказывающим глубокое влияние на состояние растительных организмов. Газообразные загрязняющие вещества и пары ряда органических веществ при попадании в атмосферу могут усиливать парниковый эффект и вызывать разрушение озонового экрана, что является естественными причинами изменения глобального климата. [37]

Эффективным инструментом решения экологических задач и методом обеспечения экологической безопасности является математическое моделирование - наиболее перспективное направление по возможности прогнозирования, а также экономии материальных затрат и безопасности проводимых экспериментов. Задачи математического моделирования требуют большого количества компьютерного времени. Одним из способов преодоления этой проблемы является использование многопроцессорных вычислительных систем и свободно распространяемого программного обеспечения.

Моделирование аэродинамики атмосферы развивается давно. Основоположниками считаются Марчук Г.И., Дородницын А.А. Математическое моделирование аэродинамики городской застройки и распространения загрязняющих веществ в городской застройке продолжает развиваться в нашей стране (Аргучинцева А.В., Гаврилов А.С., Гувернюк С.В., Сетуха А.В., Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Старченко А. В., Наац В.Ю. и др.)

[1, 2, 31, 32, 52, 61, 52, 63] и за рубежом (Hunter I.J., Watson I.D., Johnson G.T., Liu C.H., Barth M.C., Leung D.Y.C., Kovar-Panskus A., Louka P., Sini J-F., Savory E., Czech M., Abdelqar A., Mestayer P.G., Toy N. S. Thangam, M.W.Rotach, M.Pavaro, M. Shatzmann, M.Leitl, P.Kastner-Klein, E.J.Plate и др.). [81, 84, 89, 93, 98, 100, 102, 105] Разработаны модели различной размерности и с различной степенью детализации физических процессов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование течения воздуха и распространения газообразных загрязняющих веществ в городской застройке»

Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование аэродинамики городской застройки разной конфигурации на основе современных математических моделей турбулентных течений и с использованием современных технических средств, анализ распространения газообразных загрязняющих веществ внутри улиц и над ними на основе результатов математического моделирования.

Для достижения данной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. разработана математическая модель течения воздушных потоков и распространения загрязняющих веществ внутри типичных улиц и непосредственно над ними в переменных вихрь-функция тока;

2. разработан программный комплекс, реализующий математическую модель в переменных вихрь-функция тока с использованием объектно-ориентированного языка программирования Delphi 7;

3. проведена верификация предлагаемой модели путем сравнения результатов расчетов с натурными экспериментами и экспериментами в аэродинамических трубах;

4. с использованием разработанной модели исследована аэродинамика городской застройки и распространения загрязняющих веществ в двумерной постановке с домами разной высоты на равнине и на склоне холма;

5. разработан и протестирован собственный решатель для моделирования распространения газообразных загрязняющих веществ на основе свободно распространяемого пакета OpenFOAM;

6. проведено исследование аэродинамики городской застройки с домами разной высоты в двумерном приближении с использованием свободно распространяемого пакета ОрепБОЛМ;

7. проанализированы результаты математического моделирования распространения газообразных загрязняющих веществ в городской застройке разной конфигурации в двумерном приближении;

8. определены допустимые потоки автотранспорта и величина аварийных выбросов предприятий для типичных условий города Владикавказа;

9. проведено математическое моделирование течения воздуха в трехмерных элементах городской застройки.

Объектом исследования является атмосфера городской застройки, ее трансформация под влиянием различных конфигураций застройки и процессы распространения газообразных загрязняющих веществ антропогенного происхождения.

Предметом исследования являются поля скоростей ветра и газообразных загрязняющих веществ в городской застройке.

Методы исследования.

Математическое моделирование течения воздуха и распространения газообразных загрязняющих веществ внутри улиц и непосредственно над ними с использованием уравнений гидродинамики в переменных вихрь (С) -функция тока (у ).

Математическое моделирование аэродинамики городской застройки разной конфигурации и распространения газообразных загрязняющих веществ в ней проводилось в двумерном и трехмерном приближении с помощью свободно распространяемого пакета OpenFOAM с использованием сервисов платформы ШШиВ [60].

Сравнение результатов расчетов с имеющимися в литературе экспериментальными данными.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. выявлено, что при высоте домов на наветренной стороне улицы, меньшей 1/2 высоты дома на подветренной стороне, и ширине улицы, не превышающей 2.5 высот домов на подветренной стороне, возникает двухвихревой режим течения воздуха, который приводит к существенному ухудшению проветриваемости уличного каньона (при этом концентрация загрязняющих веществ может возрасти примерно вдвое);

2. расчетным путем установлено, что при одинаковой высоте домов по сторонам улицы и длине улицы, равной высоте домов, интенсивность вихревого течения внутри улицы вдвое выше, чем в улицах, длина которых превышает три высоты домов, - это объясняет разброс значений скоростей воздуха в натурных наблюдениях и экспериментах в аэродинамических трубах;

3. получено, что при поступлении газообразных загрязняющих веществ с промплощадки или с промышленных предприятий, расположенных за чертой города, наличие в городской застройке одного вдвое более высокого дома оказывает значительное влияние на распределение концентрации загрязняющих веществ - максимальная концентрация загрязняющих веществ в уличных каньонах может как превышать, примерно, в четыре раза максимальную концентрацию в случае домов одинаковой высоты, так и быть в пять раз меньше нее в зависимости от положения высокого дома.

Достоверность и обоснованность.

Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждается корректностью постановки задач с использованием апробированных при решении различных проблем физики и аэродинамики атмосферы уравнений гидродинамики, современных методов их решения, а также сравнением с результатами наблюдений.

Научная новизна.

1. разработана и верифицирована математическая модель течения воздушных потоков и распространения газообразных загрязняющих веществ в городской застройке в переменных вихрь-функция тока;

2. разработан решатель на основе свободно распространяемого пакета ОрепБоат для расчета полей концентрации газообразных загрязняющих веществ в городской застройке;

3. исследовано влияние различной конфигурации городской застройки на характер движения воздуха в приземном слое атмосферы;

4. с использованием разработанной модели и решателя исследовано влияние разной высоты домов застройки на проветриваемость и распределение концентрации газообразных загрязняющих веществ, выбрасываемых стационарными и подвижными источниками;

5. с использованием разработанной модели и решателя исследовано влияние негоризонтальности подстилающей поверхности на аэродинамику городской застройки и распространение газообразных загрязняющих веществ в ней;

6. исследовано влияние длины улиц и наличие площади в городской застройке на движение воздуха.

Практическая значимость работы.

1. определены допустимые потоки автотранспорта и допустимая величина концентрации газообразных загрязняющих веществ в выбросах промпредприятий и источников на крышах домов. При типичных для города Владикавказа в летние месяцы скоростях ветра порядка 2-2.5 м/с и ширине улице, равной высоте домов по ее сторонам, допустимый поток легковых автомобилей за 20 минут составляет приблизительно 500 единиц транспорта. Если дома на наветренной стороне ниже, то допустимый поток уменьшается, по крайней мере, до 400 единиц транспорта за 20 минут. Достижение ПДК газообразных загрязняющих веществ внутри улиц при выбросах промышленными предприятиями, расположенными на окраине города, возможно в случае, когда величина этих выбросов будет больше ПДК примерно в 8 раз;

2. получена оценка загрязнения атмосферы городской застройки различными антропогенными источниками;

3. получены рекомендации для выбора положения стационарных и передвижных постов контроля состояния атмосферы;

4. результаты диссертационной работы могут быть использованы для разработки научно обоснованных рекомендаций при градостроительстве.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на Х1-Х1У Международных научно-технических конференциях «ИТ-технологии: развитие и приложения» (Владикавказ, 2010-2013 гг.), Международной научной конференции «Порядковый анализ и смежные вопросы математического моделирования» (Владикавказ, 2013 г.), конференции молодых ученых в рамках международной Летней суперкомпьютерной академии (Москва, 2014), XVII Всероссийском семинаре «Моделирование неравновесных систем» (Красноярск, 2014), XVII Международной конференции «Современные проблемы механики сплошной среды» (Ростов-на-Дону, 2014 г.), Седьмой Международной научной конференции «Танаевские чтения» (Беларусь, Минск, 2016 г.), XIII Международной научной конференции «Теория операторов, комплексный анализ и математическое моделирование» (Дивноморское, 2016 г.), V Международной конференции «Облачные вычисления. Образование. Исследования. Разработка» (Москва, 2014 г.), Второй Международной научной школе молодых ученых «Физическое и математическое моделирование процессов в геосредах» (Москва, 2016 г.), П-Ш Международных научно-практических конференциях «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (Владикавказ, 2011-2015 гг.), учебном треке по использованию открытых пакетов решения задач механики сплошной среды: SALOMEУOpenFOAMУParaView в рамках международной Летней суперкомпьютерной академии (Москва, 2012, 2014 гг.), Международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики и информатики» (Нальчик, Терскол, 2016 г.), Международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики и физики»

(Нальчик - Терскол, 2017 г.), III Международном конгрессе молодых ученых по проблемам устойчивого развития (Владикавказ, 2017 г.), V Всероссийской научно-практической конференции «Молодежь и наука: актуальные проблемы социально-экономического развития регионов России» (Владикавказ, 2017 г.), семинаре «Общегеофизический семинар Высокогорного геофизического института» (Нальчик, 2014 г.), семинаре «Комплексные исследования и разработка методов обработки данных с использованием математического и имитационного моделирования» (Ростов-на-Дону, 2012 г.), V Всероссийском фестивале науки - Владикавказская региональная площадка (Владикавказ, 2015 г.), Общеинститутском семинаре ЮМИ ВНЦ РАН (Владикавказ, 2012 г.), VIII Региональной школе-конференции молодых ученых «Владикавказская молодежная математическая школа» (Владикавказ, 2012 г.), Школе-конференции молодых ученых с международным участием «X Владикавказская молодежная математическая школа» (РСО-А, Алагирский район, 2014 г.), научных семинарах ЮМИ ВНЦ РАН «Математическое моделирование и численные методы» (Владикавказ, 2010-2016 гг.).

Основные научные и практические результаты работы получены в процессе выполнения научно-исследовательской работы «Решение задач механики сплошной среды и численные методы вычисления сингулярных интегралов» (гос. регистрационный номер - 01201264355) в Южном математическом институте - филиале ФГБУН Федерального научного центра «Владикавказский научный центр Российской академии наук». Результаты диссертационной работы использованы при выполнении работ по Гранту в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» «Поддержка развития внутрироссийской мобильности научных и научно-педагогических кадров путем выполнения исследований молодыми учеными и преподавателями в научно -образовательных центрах (НОЦ) по научному направлению «Математика». Наименование работы «Комплексные исследования и разработка методов

идентификации и кодирования сигналов с использованием математического и имитационного моделирования в системах связи». (Госконтракт №14.В37.21.0226).

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликована 41 работа, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов.

Личный вклад автора.

Постановка задачи и основные направления исследований сформулированы совместно с научным руководителем. Математическая модель и алгоритм расчета аэродинамики внутри улиц и над ними в переменных вихрь-функция тока разработана совместно с научным руководителем. Программный комплекс для проведения вычислительных экспериментов в переменных вихрь-функция тока разработан автором самостоятельно.

Автором самостоятельно разработан и протестирован собственный решатель свободно-распространяемого пакета ОрепБОАМ для математического моделирования распространения газообразных загрязняющих веществ.

Автором самостоятельно проведены численные эксперименты по исследованию влияния конфигурации городской застройки на результаты расчетов, проанализированы полученные данные, проведено сравнение полученных результатов с данными других авторов.

Выводы и заключения к диссертационной работе сформулированы совместно с научным руководителем.

Содержание и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации составляет 135 страниц, включая 55 рисунков, 1 таблицу и список литературы из 116 наименований.

Глава 1. Математическое моделирование аэродинамики улиц и распространения в них загрязняющих веществ

Опыт успешно развивающихся мегаполисов свидетельствует о трудностях решения целого ряда проблем, связанных с обеспечением благополучной в социально-экономическом отношении среды обитания горожан. Эти проблемы характерны и для большинства российских городов, многие из которых признаются экспертами зонами экологического бедствия. Основными источниками загрязнения воздуха жилых территорий являются промышленные предприятия, отопительные котельные и автомобильный транспорт.

Наиболее значительную долю загрязнения атмосферного воздуха в пределах жилых территорий вносит автотранспорт. Специфика автотранспорта, как подвижного источника загрязнения, проявляется в низком его расположении и непосредственной близости, к зонам жилой застройки. Все это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе превышена в несколько раз [52].

Важную роль играет и оценка концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых промышленными источниками или случайными аварийными выбросами в воздухе вне помещений. Например, мусоросжигательные (МСЗ) и мусороперерабатывающие (МПЗ) заводы обеспечивают наилучшие и наиболее перспективные условия по обезвреживанию и переработке твердых бытовых отходов (ТБО) в городах. При сжигании отходов можно получать тепло, электроэнергию, а также лом черных металлов для вторичного использования. Одной из основных проблем при сжигании ТБО является очистка уходящих дымовых газов мусоросжигательных котлов, которые в своем составе содержат взвешенные частицы золы и недожога. В ряде случаев при сгорании отходов в топке помимо углекислого газа и водяных паров,

образование которых обусловлено окислением углерода и водорода, выделяются другие газообразные продукты (окислы серы и азота, хлористый и фтористый водород и другие). В нашей стране очистка газов от газообразных загрязняющих веществ на существующих МСЗ не производится [51] и возникает большая вероятность их попадания в атмосферу города.

Для городов точечными стационарными источниками, загрязняющими атмосферу, являются дымовые трубы заводов, теплоэлектростанций, отопительных котельных, технологических установок, печей и сушилок, вытяжные шахты, дефлекторы, вентиляционные трубы, вытяжки, шахты и так далее [35].

Стационарные источники выбрасывают в воздух, главным образом, сернистый газ, оксиды азота, а также некоторое количество угарного газа, фенолов, серной кислоты и других загрязняющих веществ в зависимости от специфики промышленного производства города и состава, используемого в нем, топлива. Относительно недавно стационарные источники выбрасывали в атмосферу значительное количество пыли разнообразного химического состава, но в настоящее время существующие газоочистные установки задерживают более 95% всех твердых частиц, образующихся при сгорании топлива, но практически не улавливают газовых составляющих. Другой особенностью стационарных источников является то, что их выбросы в атмосферу, в отличие от мобильных, происходят, как правило, на большой высоте, и производимые ими загрязнения распространяются на большой территории (в зависимости от высоты труб). Эти зоны, накладываясь друг на друга, образуют области устойчивых загрязнений в промышленных районах городов, поднимаются на высоту до 150 м и более. [5]

Газообразные выбросы промышленных предприятий создают в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность рассеяния загрязнителя зависит от времени его существования в

воздухе, метеорологических условий, скорости и направления атмосферных потоков.

1.1. Обзор результатов наблюдений и экспериментальных исследований по аэродинамике городской застройки

Более 20 лет наблюдается повышенный интерес к исследованию скорости ветра, энергии турбулентности и распространению загрязняющих веществ в городской застройке.

Улицы города (уличные каньоны) - это один из наиболее важных элементов, где плотность застройки и транспортных средств велика, а воздействие вредных веществ на человеческий организм и экосистему в целом сильно возрастает. Сценарный анализ и прогноз загрязнения атмосферного воздуха внутри улиц позволяют определять неблагоприятные условия образования локально высоких концентраций выхлопов, а также дают возможность при планировании городского рельефа в полной мере учитывать естественную вентиляцию городских кварталов [40, 52]. Последние достижения вычислительной гидродинамики как инструмента для изучения этих процессов являются многообещающими, однако, любая математическая модель требует соответствующей проверки на основе данных наблюдений и экспериментов. Естественно, что экспериментальные исследования не могут постоянно проводиться для различных конфигураций городской застройки и тем более для отдельного сценария загрязнения, поэтому чаще всего данные наблюдений и эксперименты используются для оценки качества математических моделей.

Таким образом, натурные измерения внутри улиц города идеальны в том смысле, что наблюдения производятся над реальным объектом. Однако, недостатком является то, что условия проведения измерений часто не поддаются корректному описанию в модели, а сами наблюдения дискретны. В основном, эти исследования показывают образование вихря внутри улицы и

говорят о том, что даже при условии около-стационарного режима, течение внутри улицы может быстро изменять свою структуру.

Изучение физических моделей городской застройки и типичных улиц в аэродинамических трубах осуществляется легче, чем исследования в реальных масштабах; кроме того, условиями проведения эксперимента можно управлять.

В работе [72] проводится комплексный анализ полевых и метеорологических данных о потоках воздуха в застроенных районах городов, которые могут быть использованы для оценки результатов расчетов с использованием математических моделей.

В США проведена серия полевых экспериментов по исследованию потоков воздуха и дисперсии загрязнений в городах с застроенными территориями, содержащими пять или десять высоких (> 100м над землей) зданий. Большинство измерений в этих полевых экспериментах сделаны на уровне улицы, глубоко внутри городских улиц и/или рядом с очень высокими зданиями.

Анализ полученных данных показал, что максимальная скорость ветра наблюдается в районе аэропорта, пригорода и на крышах высоких зданий. В остальных рассмотренных застройках скорость ветра значительно ниже: самые низкие скорости (0.7 м/с) наблюдаются на крышах затененных домов, а в уличных каньонах, на крышах полузатененных домов и в парке скорость ветра несколько выше (1.5 - 2.7 м/с). Результаты экспериментов показали, что отношение скорости потоков ветра в пешеходной зоне улиц и скорости ветра на крышах высоких домов составляет приблизительно 1/3.

В работе [72] также указывается, что тепловые эффекты атмосферы не оказывают влияния на характер потоков для городской застройки высотой до 200 м. Измерения в дневные и ночные часы не показали существенной разницы как для скорости и направления ветра, так и для энергии турбулентности. Энергия турбулентности в пригороде составляет 1/3 от значений в городской застройке.

Также показано, что направление ветра зависит от расположения измерительных приборов: на крыше, за домом или внутри уличного каньона. В сложных конфигурациях застройки ветер канализируется вдоль одного из уличных каньонов. В области низких зданий (3 м), расположенных перед высоким зданием (153 м), наблюдения показали, что скорость (1.6 - 3.3 м/с) и направление ветра не стабилизируются. Кинетическая энергия турбулентности в области низких зданий составила 0.3 от значений в области высоких зданий. Горизонтальные пульсации ветра в нижней части исследуемой области отличаются сильнее по сравнению с вертикальными пульсациями. Кроме того, получено, что для больших домов отношение скорости течения внутри уличных каньонов и на уровне крыш составило 0.82.

а)

Free-Stream Flow U

S target canyon

п п п пГгп п п п

Flume

Free-Stream Flow U

3h

Upstream Building

Street Canyon , (0, 0, 0)

Downstream Building

б)

Рисунок 1. Схематическое расположение улиц: весь вид (а) и увеличенный

фрагмент (б) застройки [88]

В работе [88] рассматривается лабораторная установка (рисунок 1) для застройки, состоящей из семи параллельных улиц с моделями домов одинаковой высоты (И) и ширины, равной 10см. Ширина улиц (Ь) принималась равной 0.5, 1 и 2 высоты домов (5, 10 и 20 см). Расстояние от нижней границы исследуемой области до верхней составляет 40 см. Результаты измерений

анализируются в улице, расположенной в середине застройки, т.е. четвертой по течению воздуха.

В работе [88] представлено изменение горизонтальной составляющей скорости воздуха по высоте в центре улицы (х/Ь=0.5) с шириной, равной высоте домов. Показано, что внутри улицы образуется вихрь, центр которого совпадает с центром улицы. Воздух перемещается вихрем по часовой стрелке. Вторичные вихри не образуются. Сравнение полученных данных изменения горизонтальной составляющей скорости воздуха по высоте в сечениях х/Ь=0.25; 0.5 и 0.75 показало, что максимальная скорость возвратного течения наблюдается в центре улицы вблизи нижней границы исследуемой области, а минимальная - вблизи подветренной стороны улицы. Скорость воздуха на уровне крыш во всех рассматриваемых сечениях примерно одинаковая.

Измерение распределения горизонтальной составляющей скорости воздуха по высоте проводилось также в узкой улице шириной, равной 0.5 от высоты домов, и показало, что внутри улицы образуются два вихря, расположенные друг под другом. Вертикальный размер нижнего блинообразного вихря достигает 15 высот домов. Воздух в этом вихре перемещается против часовой стрелки, а в верхнем - по часовой стрелке. Вторичных вихрей нет. Скорость течения воздуха в верхнем вихре значительно выше, чем в нижнем. В отличие от случая, когда ширина улицы равна высоте домов, скорость возвратного течения в рассматриваемых сечениях примерно одинаковая. На уровне крыш максимальная скорость наблюдается вблизи наветренной стороны улицы, а минимальная - вблизи подветренной.

Экспериментальное исследование изменения горизонтальной составляющей скорости воздуха проводилось и в улице, ширина которой составляет 2 высоты домов. Получено, что образуется один основной вихрь с центром на уровне крыш домов. Вторичные вихри не образуются. Скорость возвратного течения в вихре примерно одинакова и количественно совпадает со скоростью воздуха на уровне крыш.

Таким образом, в работе [88] получены три разных режима течения: один вихрь с центром в середине улицы, два вихря, вращающихся в противоположном направлении, и один вихрь с центром вблизи уровня крыш. Минимальная скорость возвратного течения наблюдается в случае узких улиц шириной, равной 0.5 от высоты домов, а максимальная - в улицах шириной, равной двум высотам. На уровне крыш максимальная скорость наблюдается в улицах шириной, равной 1 высоте домов, а минимальная - в узких улицах.

Можно предположить, что рассеивание загрязняющих веществ будет затруднено двухвихревой структурой и низкими скоростями течения воздуха в узких улицах, ширина которых равна 0.5 от высоты домов.

В работе [80] проводилось трехмерное экспериментальное исследование потоков воздуха внутри улицы с домами одинаковой высоты и над ней с использованием аэродинамической трубы (рисунок 2). Ширина улицы принималась равной одной высоте домов. Расстояние от нижней границы расчетной области до верхней составляло около 4 высот домов, а расстояние вдоль улицы принималось равным 5 и 10 высотам домов. Полученные данные сравнивались в поперечном сечении в центре улицы и показали, что внутри улицы при исследованных длинах улицы образуется один вихрь. Скорость возвратного течения выше в улице, расстояние вдоль которой составляет 10 высот домов.

Таким образом, длина улицы оказывает значительное влияние на значение горизонтальной составляющей скорости воздуха в нижней части улицы и над ней, а в верхней части улицы значения скорости воздуха совпадают.

В работе [83] проводится экспериментальное исследование с использованием аэродинамической трубы. Рассматривается установка с домами одинаковой высоты (106 мм), расстоянием от нижней границы до верхней - 737мм. Эксперимент проводился для промежутка времени от 0 до 6 минут. Скорость потока воздуха задавалась равной 8 м/с. Результаты

эксперимента для улиц, ширина которых равна одной и двум высотам домов совпадают с наблюдениями [88].

Рисунок 2. Модель улицы в аэродинамической трубе [80]

В центре узкой улицы, ширина которой составляет 0.5 от высоты домов, образуется один основной вихрь, в котором воздух перемещается против часовой стрелки (в отличие от [88]). Вторичные вихри не наблюдаются. Максимальная скорость течения воздуха наблюдается на расстоянии 0.8 от нижней границы и составляет 0.32м/с. Кроме того, получено, что в нижней части улицы скорость течения воздуха близка к нулю, а значит проветривание улицы значительно ухудшено в этой области.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Волик Мария Владимировна, 2017 год

Список литературы

1. Аргучинцев, В.К. Оценка загрязнения воздушной среды г. Улан-Батора автотранспортом / В.К. Аргучинцев, А.В. Аргучинцева, Б.Э. Ариунсанаа // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. 2014. - Т. 8. - с.15-24.

2. Баранова, М.Е. Методы расчетного мониторинга загрязнения атмосферы мегаполисов / М.Е. Баранова, А.С. Гаврилов // Естественные и технические науки, 2008. - № 4 (36). - с.221-225.

3. Белихов, А.Б. Современные компьютерные модели распространения загрязняющих веществ в атмосфере / А.Б. Белихов, Д.Л. Леготин, А.К. Сухов. // Вестник Костромского государственного университета им. Н.А. Некрасова. - 2013. - Выпуск № 1 (том 19). - С. 14-19.

4. Белоцерковский, О.М. Турбулентность: новые подходы. / О.М. Белоцерковский, A.M. Опарин, В.М. Чечеткин. - М.: Наука, 2002. - 286 с.

5. Берлянд, М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. / М.Е. Берлянд. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 272 с.

6. Бызова, Л.Н. Турбулентность в пограничном слое атмосферы. / Л.Н. Бызова, В.Н. Иванов, Е.Н. Гаргер. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 268 с.

7. Бызова, Н.Л. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчет распространения примеси. / Н.Л. Бызова, Е.К. Гарнер, В.Н. Иванов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 23 с.

8. Виеру, Н.Н. Математическое моделирование распространения загрязняющих веществ от автотранспорта в условиях городской застройки: дисс. ... канд. физ.-мат. наук: 05.13.16. / Н.Н. Виеру. - Ростов-на-Дону, 1994. - 125 с.: ил.

9. Волик, М.В. Влияние вида городской застройки на характер течения воздуха в следе за ее границей. / М.В. Волик // Материалы XIV Международной научно-технической конференции «ИТ-технологии: развитие и приложения». - Владикавказ: Фламинго, 2013. - С.136-140.

10. Волик, М.В. Влияние горизонтальных размеров препятствий на движение воздуха за ними [Электроннывй ресурс] / М.В. Волик // Порядковый анализ и смежные вопросы математического моделирования: тезисы докладов международной научной конференции. - 2013. - Режим доступа: Шр://втаШ.га/ас1:ш1у/сопШе1а11.рЬр?ГО=3639 (дата обращения 15.05.2016).

11. Волик, М.В. Влияние граничных условий и шага сетки на результаты расчетов аэродинамики уличных каньонов / М.В. Волик // IV Международная научно-практическая конференция «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки». Сборник работ молодых ученых. Часть 2. - Владикавказ, 2013. - С.48-51.

12. Волик, М.В. Влияние домов большей высоты на распределение загрязняющих веществ в городской застройке / М.В. Волик // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Материалы VI Международной научно-практической конференции. Сборник научных статей молодых ученых.

- Владикавказ: ИПК «Литера» ИПЦ ИП Цопанова А.Ю., 2015. - С.21-23.

13. Волик, М.В. Влияние негоризонтальности подстилающей поверхности на аэродинамику атмосферы уличных каньонов / М.В. Волик // Материалы XII Международной научно-технической конференции «ИТ-технологии: развитие и приложения». - Владикавказ, 2011. - С.62-66.

14. Волик, М.В. Использование пакета ОрепБоат для численного решения задач аэродинамики / М.В. Волик // Материалы XIII Международной Научно-технической конференции «ИТ-технологии: развитие и приложения».

- Владикавказ: «Фламинго», 2012. - С.58-63.

15. Волик, М.В. Исследование влияния граничных условий на результаты математического моделирования аэродинамики уличных каньонов / М.В. Волик // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Материалы V Международной научно-практической конференции; Сев.-Осет. гос. ун-т им. К.Л. Хетагурова. - Владикавказ: ИПЦ СОГУ, 2014. - С.14-18.

16. Волик, М.В. Исследование влияния длины улиц на течение воздуха в них / М.В. Волик // Труды ИСП РАН. - 2014. - Том 26. Вып. 5. -С.201-211.

17. Волик, М.В. Математическое моделирование распространения загрязняющих веществ, выбрасываемых автотранспортом / М.В. Волик // Международная научная конференция «Теория операторов, комплексный анализ и математическое моделирование»: тезисы докладов (пос. Дивноморское, 7-13 сентября 2014 г.). - Владикавказ: ЮМИ ВНЦ РАН и РСО-А, 2014. - С.105-106.

18. Волик, М.В. Математическое моделирование течения воздуха в уличном каньоне / М.В. Волик // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - М.: ООО «Институт Стратегических Исследований», 2010. № 6. - С. 11-14.

19. Волик, М.В. Математическое моделирование течения воздуха в уличном каньоне [Электронный ресурс] / М.В. Волик // Материалы I Региональной междисциплинарной конференции молодых ученых «Наука -Обществу». Тезисы докладов. - 2010. - Режим доступа: http://vncran.ru/index.php/news_sltd/150 (дата обращения 14.05.2016).

20. Волик, М.В. Решение задач аэродинамики городской застройки с использованием пакета ОрепБоат [Электронный ресурс] / М.В. Волик // Труды молодых ученых №2 3. - Владикавказ, 2013. - С. 16-27. - Режим доступа: http://tmy-osetia.ru/. (дата обращения 15.05.2016).

21. Волик, М.В. Скорость движения воздуха и энергия турбулентности в уличных каньонах с разной высотой домов по сторонам улиц / М.В. Волик // Научно-практическая конференция, посвященная дню эколога «Природа. Общество. Человек.» - Владикавказ, 6 июня 2011 г. - 2011. - С. 8-12.

22. Волик, М.В. Численное моделирование распространения загрязняющих веществ, выбрасываемых низко расположенными источниками,

внутри улиц / М.В. Волик // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. - Нальчик, 2016. № 1 (69). - С. 20-27.

23. Волик, М.В. Исследование влияния длины улиц и высоты домов на движение воздуха / М.В. Волик, Е.С. Каменецкий, А.Г. Кусраев, Н.С. Орлова, Ш.С. Хубежты // Геология и геофизика Юга России, 2016. №4. - С. 31-38

24. Волик, М.В. Сравнение результатов математического моделирования потоков воздуха в типичной городской застройке / М.В. Волик,

B.Г. Мелькова, Н.Т. Кануков, А.С. Зурабов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - М.: ООО «Институт Стратегических Исследований», 2014. - № 12 (71). Часть I. - С.10-12.

25. Волик, М.В. Распространение загрязняющих веществ в уличных каньонах, расположенных на склоне холма / М.В. Волик, И.С. Можаровский // Нелинейный мир. - М.: Радиотехника, 2012. - Т. 10. № 11. - С. 879-882.

26. Волик, М.В. Моделирование распространения загрязняющих веществ, выбрасываемых низко расположенными источниками / М.В. Волик, Н.С. Орлова // Моделирование неравновесных систем: Материалы XVII Всероссийского семинара. - Красноярск: Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук, 2014. -

C.32-35.

27. Волик, М.В. Использование информационных технологий для математического моделирования течения воздуха / М.В. Волик, З.Г. Солаева // Информационные технологии в науке, бизнесе и образовании (Технологии безопасности): Сборник трудов VI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - М.: Изд-во Финансового университета, 2013. - С.147-150.

28. Волков, Е. А. Численные методы: учебное пособие. - Изд. 3-е, испр. / Е.А. Волков - СПб.: Лань, 2004. - 248 с.: ил.

29. Гадельшин, В.К. Математическое моделирование полей ветровых течений и распространения загрязняющих примесей в условиях городского

рельефа местности с учетом модели турбулентности / В.К. Гадельшин, Д.С. Любомищенко, А.И. Сухинов // Известия Южного федерального университета. Теоретические и прикладные вопросы математического моделирования, 2010. № 6 (107). - С.49-65.

30. Гарбарук, А.В. Модели с двумя уравнениями для кинетической энергии турбулентности к и диссипации е [Электронный ресурс] / А.В. Гарбарук // Курс лекций «Модели турбулентности». - Режим доступа: http://agarbaruk.professorjournal.rU/c/ (дата обращения 17.07.2014).

31. Гувернюк, С.В. Численное и физическое моделирование ветрового воздействия на группу высотных зданий / С.В. Гувернюк, О.О. Егорычев, С.А. Исаев, Н.В. Корнев, О.И. Поддаева // Вестник МГСУ, 2011. - № 3-1. -с.185-191.

32. Гутников, В.А. О моделировании аэродинамики зданий и сооружений методом замкнутых вихревых рамок / В.А. Гутников, И.К. Лифанов, А.В. Сетуха // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа, 2006. - № 4. - с. 78-92.

33. Дахова, О.О. Загрязнение воздушного бассейна города Нальчика автотранспортом / О.О. Дахова // Известия КБНЦ РАН, 2008. - № 6 (26). -с.176-181.

34. Дубов, А.С. Турбулентность в растительном покрове / А.С. Дубов, Л.П. Быкова, С.В. Марунич. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 180 с.

35. Дымников, В.П. Устойчивость и предсказуемость крупномасштабных атмосферных процессов / В.П. Дымников. - М.: ИВМ РАН, 2007. - 283 с.

36. Егоров, А.Ф. Управление безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий / А.Ф. Егоров, Т.В. Савицкая -М.: Химия, КолосС, 2004. - 416 с.

37. Зеркалов, Д.В. Экологическая безопасность. Учебное пособие / Д.В. Зеркалов. - К.: Основа, 2009. — 513 с.

38. Ибрагимов, М.Х. Структура турбулентного потока и механизм теплообмена в каналах / М.Х. Ибрагимов, В.И. Субботин и др.. - М.: Атомиздат, 1978. - 296 с.

39. Ильин, В.П. Методы конечных разностей и конечных объемов для эллиптических уравнений / В.П. Ильин. - Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 2000. - 345 с.

40. Калиткин, Н.Н. Математические модели природы и общества / Н.Н. Калиткин, Н.В. Карпенко, А.П. Михайлов, В.Ф. Тишкин, М.В. Черненков. -М.: Физматлит, 2005. - 360 с.

41. Калугин, В.Т. Опыт использования СПО при подготовке студентов, обучающихся по специальности «Гидроаэродинамика» [Электронный ресурс] / В.Т. Калугин, А.Ю. Луценко, А.А. Мичкин, С.В. Стрижак // Всероссийская конференция «Свободное программное обеспечение - 2010» (СП0-2010). Санкт-Петербург, 26-27 октября 2010 года. - Режим доступа: http://www.raspo.ru/spo2010/docs/tezisi/ (дата обращения 17.07.2014).

42. Каменецкий, Е.С. Вторичный вихрь и его влияние на распространение загрязняющих веществ в уличном каньоне / Е.С. Каменецкий // Изв. Вузов Сев.-Кавк. регион. Естест. науки. - 2004. Приложение № 10. -с.28-32.

43. Каменецкий, Е.С. Математические модели атмосферы над сложной подстилающей поверхностью / Е.С. Каменецкий. - Владикавказ: Владикавказский научный центр РАН и РСО-А, 2007. - 168 с.

44. Климат городов России [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.atlas-yakutia.ru (дата обращения: 10.05.2016).

45. Кондраков, О.В. Моделирование распространения загрязняющих веществ в атмосфере на основании модели «факела» [Электронный ресурс] / О.В. Кондраков, О.В. Крючин, М.Ю. Волосатов, С.Ю. Клетров // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2011.

№1. - Режим доступа: http://cyberleninka.ru/article/ (дата обращения: 10.05.2015).

46. Крапошин, М.В. Пакет OpenFoam: численное моделирование задач МСС [Электронный ресурс] / М.В. Крапошин, О.И. Самоваров, С.В. Стрижак // Материалы школы-семинара «Основы использования OpenFoam, Salome, ParaView», 2014. - Режим доступа: https://unihub.ru/tools/unicfdc1/svn/trunk/Version2/ (дата обращения 17.07.2015).

47. Ложкин, В.Н. Модели оценки экологического ущерба, применяемые в Российской Федерации, США и странах ЕС, при государственном регулировании воздействия транспортных средств на окружающую среду / В.Н. Ложкин, В.В. Медейко // Информационный бюллетень. № 2 (32). «Вопросы охраны атмосферы от загрязнения». СПб.: НПК «Атмосфера» при ГГО им. А.И. Воейкова, 2005. - С. 103-116.

48. Лукин, С.В. Первый расчет (течение несжимаемой жидкости в каверне) [Электронный ресурс] / С.В. Лукин // Лаборатория МТП. - Режим доступа: http://ru.uimech.org/node/253 (дата обращения 14.05.2016).

49. Мареев, В.В. Основы методов конечных разностей / В.В. Мареев, Е.Н. Станкова. - СПб.: Изд-во С.-Петерб.ун-та, 2012. - 64с.

50. Меньшиков, В.В. Анализ риска при систематическом загрязнении атмосферного воздуха опасными химическими веществами: учебное пособие / В.В. Меньшиков, А.А. Швыряев, Т.В. Захарова. - М.: Изд-во химич. фак. Моск. ун-та, 2003. - 120 с.

51. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводов [Электронный ресурс]. - Москва, 1989. - Режим доступа: http://snipov.net/c_4746_snip_106709.html (дата обращения 10.08.2015).

52. Наац, В.И. Математические модели и численные методы в задачах экологического мониторинга атмосферы / В.И. Наац, И.Э. Наац. - М.: Физматлит, 2010. - 328 с.

53. О приоритетных научных задачах, для решения которых требуется задействовать возможности федеральных центров коллективного пользования научным оборудованием. 08.02.2014г. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://government.rU/orders/10326/#dev (дата обращения 13.11.2016).

54. Общесоюзный нормативный документ Госкомгидромета СССР (ОНД-86). Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

55. Орлова, Н.С. Моделирование распространения загрязняющих веществ, выбрасываемых низко расположенными источниками после их устранения / Н.С. Орлова, М.В. Волик // Физическое и математическое моделирование процессов в геосредах: Международная научная школа молодых ученых; 11-12 ноября 2015 г., Москва: Сборник тезисов. - М.: МАКС Пресс, 2015. - С.117-119.

56. Пененко, В.В. Математические модели взаимосвязей между термодинамическими и химическими процессами в атмосфере промышленных регионов / В.В. Пененко, А.Е. Алоян // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. - 1995. Т. 31, № 3. - С. 372-384.

57. Пива, Р. Численное решение для течений в атмосферном пограничном слое над уличными каньонами / Р. Пива, П. Орланди // Численное решение задач гидромеханики. - М.: Мир, 1977. - С. 127-134.

58. Роди, В. Модели турбулентности окружающей среды / В. Роди // Методы расчета турбулентных течений. - М.: Мир, 1984. - С. 227-322.

59. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч. - М.: Мир, 1980. - 618 с.

60. Сервисы платформы ишНЛВ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://unihub.ru/resources/js3console (дата обращения 10.06.2016).

61. Старченко, А.В. Численное моделирование турбулентных течений и переноса примеси в уличных каньонах / А.В. Старченко, Р.Б. Нутерман, Е.А. Данилкин. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2015. - 252 с.

62. Сухинов, А. И. Математическая модель распространения примеси в приземном слое атмосферы и ее программная реализация на многопроцессорной вычислительной системе / А. И. Сухинов, Д. С. Хачунц, А. Е. Чистяков // Вестник УГАТУ. 2015. Т. 19, № 1 (67). С. 185-195.

63. Сухинов, А.И. Математическое моделирование движения многокомпонентной воздушной среды и транспорта загрязняющих веществ / А.И. Сухинов, А.Е. Чистяков, Д.С. Хачунц // Известия Южного федерального университета. Теоретические и прикладные вопросы математического моделирования, 2011. № 8 (121) - С.73-79.

64. Тарнопольский А.Г. Моделирование пограничного слоя атмосферы для городской застройки и пригородной зоны / А.Г. Тарнопольский, И.А. Шнайдман // Метеорология и гидрология. - 1991. - с. 41-47.

65. Avva, K. R. Computation of turbulent flow over a backward-facing step - zonal approach / K. R. Avva, S. J. Kline, J. H. Ferziger // AIAA Paper. - 1988. № 611. - 10 p.

66. Baik, J.-J. On the escape of pollutanta from urban street canyons / J.-J. Baik, J.-J. Kim // Atmospheric Environment, 2002. V. 36. - P. 527-536.

67. Berkowicz, R. Using measurements of air pollution in streets for evaluation of urban air quality - meteorological analysis and model calculations / R. Berkowicz, F. Palmgren, O. Hertel, E. Vignati // The Science of the Total Environment, 1996. V. 189/190. - P. 259-265.

68. Bottema, M. Urban roughness modelling in relation to pollutant dispersion / M. Bottema // Atmospheric Environment, 1997. V. 31, №2 18. - P. 30593075.

69. Chan, A. T. Strategic guidelines for street canyon geometry to achieve sustainable street air quality / A. T. Chan, E. S. P. So, S. C. Samad // Atmospheric Environment, 2001. V. 35. - P. 5681-5691.

70. Chan, A. T. Strategic guidelines for street canyon geometry to achieve sustainable street air quality. Part II: Multiple canopies and canyons / A. T. Chan, E. S. P. So, S. C. Samad // Atmospheric Environment, 2003. V. 37. - P. 2761-2772.

71. Chan, T. L. Validation of a two-dimensional pollutant dispersion model in an isolated street canyon / T. L. Chan, G. Dong, C. W. Leung, C. S. Cheung, W. T. Hung // Atmospheric Environment, 2002. V. 36. - P. 861-872.

72. Hanna, S. Observed winds, turbulence, and dispersion in built-up downtown areas of Oklahoma City and Manhattan / S. Hanna, J. White, Y.Zhou // Boundary-Layer Meteorology, 2007. V.125, Issue 3. P 441-468.

73. Hiraoka, H. Modelling of turbulent flows within plant/urban canopies /

H. Hiraoka // J. of Wind Engineering, 1992. № 52. - P. 430-435.

74. Huang, H. A two-dimensional air quality model in an urban street canyon: evaluation and sensitivity analysis / H. Huang, Y. Akutsu, M. Arai, M. Tamura // Atmospheric Environment, 2000. V. 34. - P. 689-698.

75. Hunter, I. J. Modelling air - ow regimes in urban canyons / I. J. Hunter,

I. D. Watson, G. T. Johnson // Energy and Buildings, 1990/91. V. 15-16. - P. 315324.

76. Jeong, S. J. Application of the k-e turbulence model to the high Reynolds number skimming - ow - eld of an urban street canyon / S. J. Jeong, M. J. Andrews // Atmospheric Environment, 2002. V. 36. - P. 1137-1145.

77. Johnson, G. T. Some insights into typical urban canyon airflows / G. T. Johnson, I. J. Hunter // Atmospheric Environment, 1999. V. 33. - P. 3991-3999.

78. Johnson, G. T.Preliminary field test of an urban canyon wind flow model / G. T. Johnson, I. J. Hunter, A. J. Arnfield // Energy and Builings, 1990/91. V. 15/16. - P. 325-332.

79. Kastner-Klein, P. Modelling of vehicle induced turbulence in air pollution studies for streets [Электронный ресурс] / P. Kastner-Klein, R. Berkovicz, A. Rastetter, E. J. Plate // 5th International Conference of harmonization within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes. - Rhodes, Greece, 18 - 21 May 1998. - Режим доступа: http://www.dmu.dk/AtmosphericEnvironment/ (дата обращения 15.10.2016).

80. Kastner-Klein, P. A wind tunnel study of organised and turbulent air motions in urban street canyons / P. Kastner-Klein, E. Fedorovich, M.W. Rotach //

Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2001. V. 89, Issue 9. -Pages 849-861.

81. Kastner-Klein, P. Wind tunnel study of concentration fields in street canyons / P. Kastner-Klein, E. J. Plate // Atmospheric Environment, 1999. V. 33. -P. 3973-3979.

82. Ketzel, M. Dependence of street canyon concentrations on above roof wind speed - Implications for numerical modelling / M. Ketzel, R. Berkowicz, W. Müller, A. Lohmeyer // Int. J. Environ. Poll., 2002. V. 17. - P. 356-366.

83. Kovar-Panskus, A. Influence of geometry on the mean flow within urban street canyons - a comparison of wind tunnel experiments and numerical simulations / A. Kovar-Panskus, P. Louka, J.-F. Sini, E. Savory, M. Czech, A. Abdelqari, P. G. Mestayer, N. Toy // Journal of Water, Air and Soil Pollution. 2002. Focus 2. - P. 365-380.

84. Kovar-Panskus, A. Influence of geometry on the flow and turbulence characteristics within urban street canyons - Intercomparison of wind tunnel experiments and numerical simulations [Электронный ресурс] / A. Kovar-Panskus, P. Louka, J.-F. Sini, E. Savory, M. Czech, A. Abdelqari, P. G. Mestayer, N. Toy // Proceedings of the 3rd International Conference on Urban Air Quality, Loutraki, Greece, 2001. - Режим доступа: http://www.dmu.dk/AtmosphericEnv ironment/trapos/ (дата обращения 15.05.2016).

85. Kukkonen, J. Evaluation of the dispersion model CAR-FMI against data from a measurement campaign near a major road / J. Kukkonen, J. Härkönen, J. Walden // Atmospheric Environment, 2001. Vol. 35/5. - Р. 949-960.

86. Lanzani, G. A microscale lagrangial particle model for the dispersion of primary pollutants in a street canyon. Sensitivity analysis and first validation trials / G. Lanzani, M. Tamponi // Atmospheric Environment, 1995. V. 29, № 23. - P. 661-674.

87. Levi Alvares, S. Simulation of diffusion within urban street canyon with a k-s model / S. Levi Alvares, J. F. Sini // J. of Wind Engineering, 1992. №2 52. - P. 114-119.

88. Li, X.-X. Physical Modeling of Flow Field inside Urban Street Canyons / X.-X. Li, Y. C. Leung Dennis, L. Chun-Ho, K. M. Lam // Journal of applied meteorology and climatology, 2008. V. 47. - P. 2058-2067

89. Liu, C.H. Large-Eddy Simulation of Flow and Pollutant Transport in Street Canyons of Different Building-Heigth-to-Street-Width Ratios / C.H. Liu, M.C. Barth, D.Y.C. Leung // Journal of Applied Meteorology, 2004. V.43. - P. 1410-1422.

90. Longley, J. D. Short-term measurements of air - ow and turbulence in two street canyons in Manchester / J. D. Longley, M. W. Gallacher, J. R. Dorsey, M. Flynn, J. F. Barlow // Atmospheric Environment, 2004. V. 38. - P. 69-79.

91. Louka, P. Coupling between air flow in streets and the well-developed boundary layer aloft / P. Louka, S. E. Belcher, R. G. Harrison // Atmospheric Environment, 2000. V. 34. - P. 2613-2621.

92. Matthew, J. P. A case study of the nocturnal boundary layer over a complex terrain / J. P. Matthew, S. Raman // Boundary-Layer Meteorology, 1993. V. 66, № 3. - P. 303-324.

93. Mellor, G.L. A hierarchi of turbulence closure models for planetary boundary layers / G.L. Mellor, T. Yamada // Journal of the atmospheric sciences, 1974. V. 31. P.1791-1806.

94. Moriguchi, G. Numerical and experimental simulation complex urban roadways and their surroundings / G. Moriguchi, K. Uehara // J. of Wind Engineering, 1992. № 52. - P. 102-107.

95. Murakami, S. Numerical simulation of velocity field and diffusion field in an urban area / S. Murakami, A. Mochida, Y. Hayashi, K. Hibi // Energy and Buildings, 1990/1991. V. 15/16. - P. 345-356.

96. Okamoto, S. Evaluation of a twodimensional numerical model for air quality simulation in a street canyon / S. Okamoto, F. S. Lin, H. Yamada, K. Shiozawa // Atmospheric Environment, 1996. V. 30, № 23. - P. 3909-3915.

97. OpenFOAM. User Guide [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.openfoam.org/docs/user/cavity.php#x5-320002.1.8 (дата обращения 17.07.2014).

98. Pavageau, M. Wind tunnel measurement of concentration fluctuations in an urban street canyon / M. Pavageau, M. Schatzmann // Atmospheric Environment, 1999. V. 33. - P. 3961-3971.

99. Pavitskiy, N. J. Computer simulating of winddriven exhaust dispersion in the street canyons / N. J. Pavitskiy, A. A. Yakushin, S. V. Zhubrin // J. of wind Engineering, 1992. № 52. - P. 120-125.

100. Rotach, M. W. Profiles of turbulence statistics in and above an urban street canyon / M. W. Rotach // Atmospheric Environment, 1995. V. 29, № 12. - P. 1473-1486.

101. Scaperdas, A. Assessing the representativeness of monitoring data from an urban intersection site in central London, UK / A. Scaperdas, R. N. Colvile // Atmospheric Environment, 1999. V. 33. - P. 661-674.

102. Schatzmann, M. Validation and application of obstacle-resolving urban dispersion models / M. Schatzmann, M. Leitl // Atmospheric Environment, 2002. V. 36. - P. 4811-4821.

103. Sini, J.F. Pollutant dispersion and thermal effects in urban street canyons / J.F. Sini, S. Anquetin, P. G. Mestayer // Atmospheric Environment, 1996. V. 30, № 15. - P. 2659-2677.

104. Standard k-epsilon model [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.cfd-online.com/Wiki/Standard - k-epsilon - model (дата обращения 17.07.2014).

105. Thangam, S. Analysis of two-equation turbulence models for recirculating flows, 1991. [Электронный ресурс] / S. Thangam. - Режим доступа: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a240683.pdf (дата обращения 31.01.2014).

106. The wind field model. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mers.byu.edu/wind/wfm.html (дата обращения 22.02.2012).

107. Theurer, W. Typical building arrangements for urban air pollution modelling / W. Theurer // Atmospheric Environment, 1999. V. 33. - P. 4057-4066.

108. Uehara, K. Wind tunnel experiments on how thermal stratification affects flow in and above urban street canyon / K. Uehara, S. Murakami, S. Oikava, S. Wakamatsu // Atmospheric Environment, 2000. V.34. - P. 1533-1562.

109. Uliasz, M. Regional modelling of air pollution transport in the southwestern USA / M. Uliasz, R.A. Stocker, R.A. Pielke // Environmental Modeling III, ed. P. Zannetti, Computational Mechanics Publications, 1996. P. 145-182.

110. Ulitzsch, D. Modelirung der Ausbreitung von Luftschadsto - en unter Beruksichtigung beliebig bevegter Punktquellen / D. Ulitzsch // Zeitschrift fur Meteorologie, 1987. V. 7, № 5. - P.1845-1857

111. Vachon, G. Experimental investigation of pollutant dispersion within a street in low wind conditions, the experiment Nantes'99 [Электронный ресурс] / G. Vachon, J.-M. Rosant, P. Mestayer, P. Louke, J.-F. Sini, D. Delauney, M.-J. Antoine, F. Ducroz, J. Carreau, R. Griffiths, C. Jones, I. Lorin, F. Molle, J.-P. Peneau, I. Tetard, M. Violleau // 9th International Scientific Symposium Transport and Air Pollution. - Avignon, France, 5-8 June 2000. - Режим доступа: www.dmu.dk/trapos/downloads/avignon_nantes_1.rtf (дата обращения 10.08.2015).

112. Walton, A. Large-eddy simulation of pollution dispersion in an urban street canyon. Part II: idealised canyon simulation / A. Walton, A. Y. S. Cheng // Atmospheric Environment, 2002. V. 36. - P. 3615-3627.

113. Walton, A. Large-eddy simulation of pollution dispersion in an urban street canyon. Part I: comparison with field data / A. Walton, A. Y. S. Cheng, W. C. Yeung // Atmospheric Environment, 2002. V. 36. - P. 3601-3613.

114. Xia, J. Numerical simulations of wind field in street canyons with and without moving vehicles [Электронный ресурс] / J. Xia, M. Y. Hussaini, D. Y. C. Leung // 16th ASCE Engineering Mechanics Conference. - University of Washington, Seattle, July 16 - 18, 2003. - Режим доступа: http://hub.hku.hk/handle/10722/100835 (дата обращения 10.08.2015).

115. Xian-Xiang, L. Physical modeling of flow field inside urban street canyons / L. Xian-Xiang, D.Y.C. Leung, L. Chun-ho, K. M. Lam // Journal Of Applied Meteorology And Climatology, 2008. V.47. - P. 2058-2067.

116. Yamartino, R. J. Development and evaluation of simple models for the flow, turbulence and pollutant concentration fields within an urban street canyon / R. J. Yamartino, G. Wiegand // Atmospheric Environment, 1986. V. 20, № 11. - P. 2137-2156.