شبیه سازی عددی توزیع آلودگی در تونل های جاده ای

در یک تونل جاده ای با عبور خودروها مقداری آلودگی ناشی ازاحتراق موتور خودرو که از اگزوز خودرو خارج می شود. در هوای محیط پخش میگردد وهوای درون تونل راآلوده می کند. به منظور جلوگیری از تجمع آلاینده ها در تونل ها نیاز به تهویه تونل می باشد. این تهویه می تواند به صورت طبیعی صورت پذیرد یا از سامانه های مختلف تهویه بهره گرفته شود. یکی از سیستم های تهویه مورد استفاده در تونل ها سیستم تهویه طولی به کمک جت فن ها می باشد. در این روش یک تراست توسط فن هایی محوری که در سقف تونل قرار داده شده اند درفضای تونل ایجاد می گردد و درنتیجه جریان هوایی در طول تونل به وجود می آید که آلودگی ها به همراه آن از تونل خارج خواهد شد. در این پایان نامه ابتدا به مدلسازی جریان ایجاد شده توسط مجموعه ای از فن ها به صورت دوبعدی و سه بعدی پرداخته می شود. در قسمت بعد بررسی نحوه توزیع آلودگی نیز به مجموعه اضافه خواهد شد. با توجه به اهمیت گاز مونوکسیدکربن این گاز به عنوان فاز ثانویه و به عنوان آلودگی انتخاب می گردد. سپس در حالت ترافیک ثابت در فضای تونل در حالت های مختلف چیدمان فن ها و نیز چیدمان خودروها مدلسازی خواهد شد. دراین حالت از اثرات تهویه پیستونی صرف نظر شده است. با گسترش علم بشری و راه یافتن ماشین به زندگی وی، مسائل و مشکلاتی نیز به وجود آمد که اگر به آنها توجه نمی شد جان انسان در معرض خطر قرار می گرفت. به همین منظور انسان نکات ایمنی و بستر های استفاده از ماشین ها را فراهم ساخت و همزمان با پیشرفت علم استانداردهایی را نیز وضع نمود تا جلوی ضرر و زیان احتمالی را بگیرد و در عین حال بهره وری و رفاه بیشتر نیز تأمین گردید. اتومبیل نیز از جمله این ماشین ها می باشد که امروزه در زندگی انسان جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. با تولید اتومبیل در جهان، تولید آلودگی ناشی از خودروها روز به روز در حال افزایش است. همچنین با توجه به گسترش جاده ها و نیز عبور آنها از میان مناطق کوهستانی و نیز گاهی مسائل ترافیکی در شهر ها، احداث تونل ها اجتناب ناپذیر گردید. بدین ترتیب با توجه به وجود ترافیک در تونل ها و افزایش حجم ترافیک در سال های اخیر، یکی از مسائل پیش رو تهویه تونل ها بوده است که البته هم مربوط به زمان احداث و هم زمان بهره برداری از تونل می باشد. تهویه مناسب تونل، امری مهم و ضروری برای امنیت و آسایش انسان است. هدف یک تهویه نرمال رقیق کردن آلودگی و از بین بردن دود است. با توجه به طویل تر شدن تونل ها به دلیل فناوری حفر مکانیزه، تهویه آنها اهمیت بیشتری پیدا کرده است و مطالعات بیشتری را در این زمینه می طلبد. مهمترین اهداف طراحی یک سیستم تهویه مناسب مواجه شدن با محدودیت هایی نظیر رقیق کردن آلودگی هوا (در داخل تونل)، مسائل محیطی(در خارج تونل) و کنترل دود در هنگام آتش سوزی می باشد. سیستم تهویه نصب شده در داخل تونل علاوه بر ایجاد کیفیت قابل قبول هوا تحت شرایط عادی، باید تامین امنیت افراد و تسهیل در کار خاموش کردن آتش در مواقع آتش سوزی را نیز انجام دهد. کشور ما، ایران، نیز به لحاظ موقعیت خاص جغرافیایی و دارا بودن مناطق وسیع کوهستانی دارای تونل های جاده ای زیادی می باشد و با توجه به احداث مسیرهای جدید مانند آزادراه تهران- شمال، تعداد این تونل ها بیش از پیش افزایش خواهد یافت. از طرف دیگر با توجه به اینکه حمل و نقل جاده ای در ایران از جایگاه خاصی برخوردار است و تعداد اتوموبیل ها به ویژه اتوموبیل های سواری به شدت در کشور در حال افزایش است، لذا توجه و مطالعات ویژه بر روی تهویه در تونل ها می تواند بسیار مفید باشد. همچنین از آنجا که بی توجهی و یا سهل انگاری در این موضوع می تواند مستقیماً جان انسان ها را به خطر اندازد و نیز موقعیت خاص سیاسی کشور و اعمال برخی تحریم ها در خصوص عرض? علم و فن آوری، صرف سرمایه و وقت و مطالع? بیشتر به خصوص در دانشگاهها و مراکز علمی ضروری به نظر می رسد.