Численное моделирование распространения выбросов автотранспорта в уличном каньоне

Представлены результаты математического моделирования неизотермического турбулентного течения воздуха и переноса примеси в идеализированном уличном каньоне на основе разработанных авторами RANS-модели, численного алгоритма и пакета прикладных программ, которые были усовершенствованы для учета влияния силы плавучести на аэродинамику и перенос примеси. Математическая модель включает осредненные по Рейнольдсу стационарные трехмерные уравнения Навье-Стокса, уравнения теплообмена и переноса примеси. Для замыкания выбрана k-eps модель турбулентности с учетом плавучести. В численном алгоритме применяется метод конечного объема, неравномерные структурированные сетки и метод фиктивных областей. Аппроксимация дифференциальной задачи выполнена с помощью монотонизированной линейной противопотоковой схемы Ван Лира и кусочно-линейной интерполяции для зависимых величин. Полученные сеточные уравнения решались последовательно итерационным методом Н. И. Булеева. Для согласования полей скорости и давления использовался алгоритм SIMPLE. С помощью разработанного пакета прикладных программ установлено, что наименее проветриваемыми при небольшой ($\sim$ 1 м/с) скорости ветра являются узкие и высокие уличные каньоны, причем чем выше уличный каньон при неизменной ширине, тем выше средняя концентрация в зоне дыхания. При исследовании влияния степени нагрева поверхностей образующих уличного каньона, высота и ширина которого совпадают, наименее проветриваемым является случай, когда температура поверхности наветренной вертикальной стороны каньона выше температуры окружающей среды на 15–20$^\circ$ С. Основной причиной является образование над поверхностью дороги вторичного вихря, из-за которого примесь плохо выносится из каньона.