مطالعه و شبیه سازی حرکت و نشست ذرات کوچک تر از 200 میکرون در سرعت های مختلف باد با استفاده از نرم افزار فلوئنت

مقابله با گرد و غبار نیازمند شناخت دقیق تر عملکرد ذرات معلق در هوا و عوامل موثر بر آن است. به همین دلیل، حرکت ذرات گرد و غبار و نشست آن ها، اهمیت ویژه ای دارد. از میان روش های مطالعه پدیده های مربوط به این ذرات، شبیه سازی به کمک رایانه به دلیل هزینه کمتر و عدم نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی یا ماهواره ای، مورد توجه است. هدف این پژوهش، شبیه سازی حرکت و نشست ذرات گرد و غبار با اندازه بین 0/001 تا 200 میکرون از جنس رس، تحت تاثیر سرعت باد 1، 3، 10 و 20 متر بر ثانیه بر روی زمین صاف و ساختمان های فرضی با ارتفاع 6 و 12 متر می باشد. نرم افزار گمبیت برای ایجاد محیط شبیه سازی و نرم افزار فلوئنت برای حل معادلات پیوستگی و ناویر-استوکس به همراه معادلات آشفتگی به کار گرفته شده است. بر اساس نتایج، سرعت باد عاملی منفی در نشست ذرات گرد و غبار بر روی سطح زمین و ساختمان می باشد و این موضوع مستقل از ارتفاع ساختمان است. در نتیجه، ذرات زیر میکرون ماندگاری بیشتری در هوا دارند و کمتر از 10 درصد نشست می کنند پس می توانند به نواحی دورتری انتقال یابند. هر چه ذرات بزرگتر باشند، مکانیزم گرانش در پدیده نشست آن ها موثرتر است به گونه ای که برای ذرات بزرگ تر از 100 میکرون، میزان نشست بیش از 30 درصد به دست آمده است. در سرعت باد و اندازه ذرات یکسان، مانع سطحی 12 متری به دلیل جدایش جریان از سطح و ایجاد اغتشاش، نشست را به تعویق انداخته و حتی مقدار آن را برای ذرات کوچک تر از میکرون به کمتر از 1 درصد کاهش می دهد. نشست این ذرات با سرعت باد تغییر نمی کند ولی نشست ذرات بزرگ تر از 10 میکرون با سرعت باد رابطه عکس دارد.