شبیه سازی عددی صعود پیرایۀ ستون دود در شرایط جوی خنثی

راه حل های متعددی برای محاسبۀ میزان صعود پیرایۀ ستون دود موجود است. دود هنگام خارج شدن از دودکش تحت تأثیر باد جانبی قرار می گیرد که سبب خم شدن پیرایۀ ستون دود می شود. سرانجام صعود پیرایۀ ستون دود متوقف و این میزان از صعود برای تعیین ارتفاع مؤثر نشر به ارتفاع واقعی دودکش اضافه می شود. از آنجا که معادلات و مدل های موجود در زمینۀ صعود پیرایۀ ستون دود، بر اساس ساده سازی هایی به دست آمده اند و بسیاری از آن ها قادر به محاسبۀ دقیق صعود پیرایۀ ستون دود در شرایط جوی مختلف نیستند، می توان صعود پیرایۀ ستون دود را در شرایط جوی مختلف با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی کرد. در این مقاله به منظور شبیه سازی خیزش پیرایۀ ستون دود، یک دودکش با مشخصات معلوم در محیط گمبیت شبکه بندی شده، سپس این شبکه بندی به نرم افزار فلوئنت انتقال یافته است. در نرم افزار فلوئنت با استفاده از امکانات تعریف توابع از سوی کاربر شرایط اولیه با نیمرخ های لایۀ مرزی جو در حالت خنثی وارد شده و سپس خیزش ستون دود در شرایط خنثای جوی برای دودکشی دارای مومنتوم و شناوری اولیه در دو حالت شبیه سازی شده است. در حالت اول شتاب جاذبه در نظر گرفته می شود و در حالت دوم بدون در نظر گرفتن شتاب جاذبۀ ثقلی شبیه سازی شکل می گیرد. نتایج برای حالتی که در آن شتاب جاذبۀ ثقلی لحاظ نشده 66 درصد بیشتر از نتایج حاصل از معادلات نیمه تجربی است، اما با در نظر گرفتن شتاب جاذبۀ ثقلی، قسمت زیادی از جرم خروجی از دودکش در اثر جاذبه به سمت زمین کشیده می شود. بنابراین، غلظت آلاینده ها در ارتفاع دودکش کاهش می یابد و به علت سبکی، بیشتر تحت تأثیر نیروی شناوری قرار می گیرد و مقدار صعود پیرایۀ ستون دود 5/2 برابر حالتی می شود که شتاب جاذبه ثقلی در نظر گرفته شده است.