An influence of traffic produced turbulence on car exhaust pollutant concentration

A problem of influence of traffic produced turbulence on car exhaust pollutant concentration in some road areas is examined in the paper. The linear source model has been applied in order to describe the emission of pollutants. This model allows defining a relationship between average vehicle speed and traffic intensity. The emission and dispersion of carbon monoxide have been analysed for four different configurations of roads (including one for flat terrain). A numerical model of wind field and car exhaust pollutant dispersion has been used in order to analyse the impact of traffic turbulence on dispersion conditions. The emission intensity for the linear source has been obtained using INFRAS database. The results presented shows, that omitting of traffic turbulence causes overestimation of calculated pollutants concentration. This is some kind of evidence that the traffic induced turbulence should be taken into account in air quality modelling especially close to the road areas. In particular the relation between average traffic speed and traffic intensity, domain area and cases considered and carbon monoxide concentration calculated for different cases are presented in the paper.

W pracy przedstawiono wyniki numerycznej analizy wpływu turbulencji generowanej ruchem pojazdów na wartości stężeń zanieczyszczeń w pobliżu ciągów komunikacyjnych. Do modelowania emisji związków szkodliwych spalin przyjęto koncepcję źródła liniowego o natężeniu zależnym od średniej prędkości ruchu pojazdów. Analizowano emisję i rozprzestrzenianie się tlenku węgla, rozważając przy tym cztery różne układy komunikacyjne, w tym jeden w obszarze niezabudowanym. Do analizy wpływu turbulencji generowanej przez pojazdy na warunki początkowe rozprzestrzenia się zanieczyszczeń pochodzenia samochodowego wykorzystano numeryczny model pola prędkości powietrza i dyspersji zanieczyszczeń. Natężenie emisji dla źródła liniowego obliczono przy wykorzystaniu danych z modelu INFRAS. Uzyskane w pracy wyniki wskazują, że pominięcie dodatkowego źródła energii kinetycznej turbulencji jakie stanowią pojazdy w ruchu, prowadzi do zawyżania obliczanych stężeń zanieczyszczeń. Świadczy to o konieczności uwzględniania turbulencji generowanej ruchem pojazdów w badaniach oceny jakości powierza, zwłaszcza wokół ciągów komunikacyjnych. Zależność średniej prędkości ruchu pojazdów od natężenia ruchu, obszar dyskretyzacji i rozważane warianty obliczeniowe oraz obliczone rozkłady stężenia tlenku węgla dla różnych wariantów są przedstawione w artykule.