Simulation of traffic pollution dispersion near roadways

Abstract

A semi-empirical model intended for simulation of dispersion of aerosol particles with the diameter larger than 0.05 mu m near roadways is proposed. The pollution source is simulated as a cut-off cylinder, formed due to traffic pollution on the roadways at the initial time moment and uniformly filled with aerosol particles. The aerosol particle transfer by the wind further from the roadway is simulated, its settling being influenced by the gravitation, particle buoyancy, and thermal pollutant plume rise effects. Good agreement between the model and experimental results is obtained.

Darbe pasiūlytas kvaziempirinis modelis, skirtas didesnio nei 0,05 μm skersmens dalelių sklaidai pakelėje modeliuoti ir [2] darbe pateiktiems eksperimentiniams rezultatams aprašyti. Matematiškai aprašytas aerozolio dalelių (>0,05 μm) pasiskirstymas taršos šaltinyje leidžia sumodeliuoti teršalų koncentracijos kaitą transporto magistralės šalikelėje. Eksperimentiniai duomenys [2] rodo, kad aerozolio dalelių, priklausančių˛ 0,05–0,1 ir 0,1–0,22 μm frakcijoms, sklaida priklauso nuo pažemio vėjo greičio. Kai vėjo greitis buvo 1 m/s, abiejų frakcijų aerozolio dalelių koncentracija pradžioje mažėjo iki 60 m nuo kelio ir vėl padidėjo ties 90 m, o toliau vėl mažėjo. Kai vėjo greitis 2,5 m/s, 0,05–0,1 μm dydžio aerozolio dalelių koncentracijos mažėjimas buvo stebimas iki 90 m, didėjimas – iki 150 m, o toliau vėl mažėjimas. Kai pažemio vėjo greitis buvo 2,5 m/s, 0,1–0,22 μm dydžio aerozolio dalelių koncentracija tolstant nuo kelio mažėjo tolygiai. Modeliuojant taršos šaltinį kaip nupjautinį cilindrą, kuris pradiniu laiko momentu dėl autotransporto taršos susiformuoja ant kelio ir yra tolygiai užpildomas aerozolio dalelėmis, vėjo nešamomis tolyn nuo kelio bei veikiamomis gravitacijos, dalelių plūdrumo ir terminio kilimo efektų, gauname aerozolio dalelių koncentracijos kaitą šalikelėje geriau derančią su eksperimentiniais duomenimis [2, 3, 13, 14].