Analysis of car exhaust pollutants concentration in street canyons

In the paper are presented results of modelling of car exhaust pollutant concentration in street canyons. Four different models are taken into consideration: three analytical with empirical constants and one numerical model. The analytical models are used in practice in order to predict pollutant concentration in street canyons. The numerical model was formulated by the authors and the newest version was validated successfully against the wind tunnel data sets according to the VDI methodology. The analysis performed concerns spatial distribution of car exhaust pollutant concentration obtained for three different street canyon configurations. The flow field had been obtained using the numerical model and was used as pre-processor for the analytical models. Vertical and horizontal profiles of carbon monoxide concentration were analysed for all street canyon configuration. Although the analytical models were parameterised by experimental data sets the modelling results are really different. In some cases the results obtained by one analytical model are quite similar to those obtained from the numerical model. The paper was worked out under of the realization of the research project of No. 4T1200830 sponsored by Ministry of Science and Higher Education.

W pracy porównano wyniki modelowania stężeń zanieczyszczeń emitowanych przez silniki pojazdów w obszarach kanionów ulicznych. Wyniki otrzymano z wykorzystaniem trzech modeli analityczno-empirycznych oraz własnego modelu numerycznego. Model numeryczny, opisujący przepływ powietrza w obszarze kanionu pomyślnie przeszedł procedury weryfikacyjne według wymagań VDI. Z kolei wykorzystane w pracy modele analityczne są modelami wykorzystywanymi w praktyce inżynierskiej. Analizie poddano wyniki dotyczące przestrzennego rozkładu stężeń substancji pasywnej obliczone przez poszczególne modele dla trzech różnych konfiguracji kanionu ulicznego. Pole prędkości powietrza uzyskano z modelu numerycznego i wykorzystano jako preprocesor dla modeli analitycznych. Przeanalizowano pionowy i poziomy rozkład stężenia tlenku węgla dla każdej z rozważanych konfiguracji kanionu. Pomimo, że zastosowane modele analityczne parametryzowane były w wyniku rzeczywistych pomiarów, obliczeniowe stężenia znacznie się różnią. Niemniej jednak, jak wykazały obliczenia, w niektórych przypadkach jeden z modeli analitycznych umożliwia otrzymanie wyników niewiele odbiegających od wyników z modelu numerycznego. Artykuł powstał w trakcie realizacji projektu badawczego nr 4T1200830, finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.