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Analytical Study of Turbulent Pollutant Dispersion Near a Low Hill / Chan, Andy T. in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 99-106 p. Titre : Analytical Study of Turbulent Pollutant Dispersion Near a Low Hill Titre original : Etude Analytique de Dispersion Turbulente de Polluant près d'une Basse Colline Type de document : texte imprimé Auteurs : Chan, Andy T., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique ; Siddheshwar, Pradeep G. ; Lai, Natalia T. N., Auteur Article en page(s) : 99-106 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Air  pollution  Topography  Wind  Dispersion  Slopes  Pollution  atmosphérique  Topographie  Vent  Pentes Index. décimale : 621.34 Résumé : An analytical methodology is developed to study the pollutant dispersion in a turbulent wind flow over a two dimensional hill with a small slope. As in a typical boundary layer problem, the flow domain is divided into an inner and an outer region: the inviscid outer region is further subdivided into an upper and a middle layer while the viscous inner region is subdivided into a shear stress and an inner surface layer. Based on the Reynolds averaged Navier Stokes equations and the continuity equations, closed form analytical solutions of the stream functions and velocities are readily obtained for all regions in the domain. The Velocity information is then imported into the diffusion equation, and the pollutant concentration distribution is readily solved. For reasons of turbulent shear, a variational method with adjustments to the streamline coordinate system is used to obtain an accurate solution of the pollutant concentration. Results show that when the source is located in the upper layer, the concentrationss decrease with distance along the upwind side of the hill and tend to reach a constant value rapidly n ear the hilltop. Similar results are observed when the source is located in the middle layer. However, due to the reduction of wind speed in the middle layer, the concentrations become saturated at a later upslope position as compared to the source in the upper layer. This Methodology is shown to be able to provide a quick and accurate estimate of local pollutant patterns and can be applied to any flow field provided that the streamlines can be specified through the velocities. Une méthodologie analytique est développée pour étudier la dispersion de polluant dans un écoulement turbulent de vent au-dessus d'une colline bidimensionnelle avec une petite pente. Comme dans un problème typique de couche de frontière, le domaine d'écoulement est divisé en région intérieure et externe : la région externe non visqueuse est encore subdivisée en couche supérieure et moyenne tandis que la région intérieure visqueuse est subdivisée en effort de cisaillement et couche extérieure intérieure. Basé sur le Navier ramené à une moyenne par Reynolds charge des équations et les équations de continuité, les solutions analytiques de forme fermée des fonctions de jet et les vitesses sont aisément obtenues pour toutes les régions dans le domaine. L'information de vitesse est alors importée dans l'équation de diffusion, et la distribution de concentration en polluant est aisément résolue. Pour des raisons de cisaillement turbulent, une méthode variationnelle avec des ajustements au système du même rang aérodynamique est employée pour obtenir une solution précise de la concentration en polluant. Les résultats prouvent que quand la source est située dans la couche supérieure, les concentrationss diminuent avec la distance le long du côté à contre vent de la colline et tendent à atteindre une oreille constante de la valeur rapidement n le sommet. On observe des résultats semblables quand la source est située dans la couche moyenne. Cependant, en raison de la réduction de vitesse de vent de la couche moyenne, les concentrations deviennent saturées à une position haute postérieure de pente par rapport à la source dans la couche supérieure. Cette méthodologie s'avère capable fournir une évaluation rapide et précise des modèles locaux de polluant et peut être appliquée à n'importe quel champ d'écoulement à condition que les lignes profilées puissent être indiquées par les vitesses. En ligne : atchan@hkucc.hku.hk [article] Analytical Study of Turbulent Pollutant Dispersion Near a Low Hill = Etude Analytique de Dispersion Turbulente de Polluant près d'une Basse Colline [texte imprimé] / Chan, Andy T., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique ; Siddheshwar, Pradeep G. ; Lai, Natalia T. N., Auteur . - 99-106 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 99-106 p. Mots-clés : Air  pollution  Topography  Wind  Dispersion  Slopes  Pollution  atmosphérique  Topographie  Vent  Pentes Index. décimale : 621.34 Résumé : An analytical methodology is developed to study the pollutant dispersion in a turbulent wind flow over a two dimensional hill with a small slope. As in a typical boundary layer problem, the flow domain is divided into an inner and an outer region: the inviscid outer region is further subdivided into an upper and a middle layer while the viscous inner region is subdivided into a shear stress and an inner surface layer. Based on the Reynolds averaged Navier Stokes equations and the continuity equations, closed form analytical solutions of the stream functions and velocities are readily obtained for all regions in the domain. The Velocity information is then imported into the diffusion equation, and the pollutant concentration distribution is readily solved. For reasons of turbulent shear, a variational method with adjustments to the streamline coordinate system is used to obtain an accurate solution of the pollutant concentration. Results show that when the source is located in the upper layer, the concentrationss decrease with distance along the upwind side of the hill and tend to reach a constant value rapidly n ear the hilltop. Similar results are observed when the source is located in the middle layer. However, due to the reduction of wind speed in the middle layer, the concentrations become saturated at a later upslope position as compared to the source in the upper layer. This Methodology is shown to be able to provide a quick and accurate estimate of local pollutant patterns and can be applied to any flow field provided that the streamlines can be specified through the velocities. Une méthodologie analytique est développée pour étudier la dispersion de polluant dans un écoulement turbulent de vent au-dessus d'une colline bidimensionnelle avec une petite pente. Comme dans un problème typique de couche de frontière, le domaine d'écoulement est divisé en région intérieure et externe : la région externe non visqueuse est encore subdivisée en couche supérieure et moyenne tandis que la région intérieure visqueuse est subdivisée en effort de cisaillement et couche extérieure intérieure. Basé sur le Navier ramené à une moyenne par Reynolds charge des équations et les équations de continuité, les solutions analytiques de forme fermée des fonctions de jet et les vitesses sont aisément obtenues pour toutes les régions dans le domaine. L'information de vitesse est alors importée dans l'équation de diffusion, et la distribution de concentration en polluant est aisément résolue. Pour des raisons de cisaillement turbulent, une méthode variationnelle avec des ajustements au système du même rang aérodynamique est employée pour obtenir une solution précise de la concentration en polluant. Les résultats prouvent que quand la source est située dans la couche supérieure, les concentrationss diminuent avec la distance le long du côté à contre vent de la colline et tendent à atteindre une oreille constante de la valeur rapidement n le sommet. On observe des résultats semblables quand la source est située dans la couche moyenne. Cependant, en raison de la réduction de vitesse de vent de la couche moyenne, les concentrations deviennent saturées à une position haute postérieure de pente par rapport à la source dans la couche supérieure. Cette méthodologie s'avère capable fournir une évaluation rapide et précise des modèles locaux de polluant et peut être appliquée à n'importe quel champ d'écoulement à condition que les lignes profilées puissent être indiquées par les vitesses. En ligne : atchan@hkucc.hku.hk