"Simulação numérica da dispersão de poluentes ao redor de um obstáculo cúbico isolado sob diferentes condições de estabilidade da atmosfera"

Abstract

O objetivo deste trabalho foi investigar o problema do escoamento e dispersão de poluentes ao redor de um obstáculo cúbico isolado. Foram realizadas simulações numéricas considerando o escoamento sob condições atmosféricas neutras, estáveis e instáveis num terreno plano em torno de um obstáculo cúbico isolado. A modelagem matemática é baseada na solução das equações de conservação (massa, momentum, energia e espécie química), com a utilização dos modelos k-e Padrão e o modelo das tensões de Reynolds baseado na equação de w. O método de volumes finitos com malha não-estruturada e de elementos de volume tetrahédricos e prismáticos é utilizado para a simulação numérica, através da utilização do software comercial ANSYS-CFX. Os resultados numéricos foram comparados com dados obtidos de experimentos de campo e de túnel de vento disponíveis na literatura, bem como com outras simulações numéricas. Uma comparação entre os resultados obtidos de diversos modelos de turbulência com dados experimentais, mostrou que o modelo das tensões de Reynolds, baseado na equação de w, teve desempenho superior em relação aos outros modelos. Em particular, o campo de velocidade foi predito de maneira bastante acurada quando este modelo foi utilizado. Para as simulações do escoamento sob diversas condições de estabilidade, os campos de velocidade obtidos foram preditos de maneira acurada, observando-se a influência da classe de estabilidade no escoamento. Por outro lado, não se obteve resultados tão satisfatórios para a distribuição de concentração, mas mesmo assim, pôde-se verificar que os efeitos da estabilidade atmosférica foram previstos de forma adequada.