Acoplamento de modelos de micro e meso escalas para determinação do escoamento e da dispersão de poluentes em ambiente urbano

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor-co1Goulart, Elisa Valentim
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0051-0778
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0014236670973457
dc.contributor.advisor1Reis Junior, Neyval Costa
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000261594063
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4944106074149720
dc.contributor.authorMenegatti, Igor Richa
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6954712924750414
dc.contributor.referee1Santos, Jane Meri
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000339332849
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0120226021957540
dc.contributor.referee3Borrego, Carlos
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-1673-2084
dc.date.accessioned2024-05-29T22:11:43Z
dc.date.available2024-05-29T22:11:43Z
dc.date.issued2020-01-10
dc.description.abstractCurrently, the use of photochemical mesoscale models has become significantly important for air quality management in urban regions due to its great potential to produce information regarding air pollutants and meteorology. Mesoscale models, such as WRF-CHEM and CMAQ, can predict dispersion of pollutants in large areas urban areas, with resolution in order of 1 km to 10 km. However, these models are not able to accurately reproduce the airflow and dispersion of pollutants inside the urban canopy, since they are unable to model in detail the characteristics of flow and dispersion in dimensions below its resolution. On the other hand, microscale ComputationalFluid Dynamics (CFD) models can account for the effects of complex building arrays, as well as the dispersion of contaminants from different sources due to its fine resolution. In this sense, the use of mesoscale models coupled with microscale CFD models may provide sufficient level of detail for critical areas of interest, while mesoscale models can provide the flow and dispersion patterns over a large urban region. In this work, WRF and CMAQ modeling systems are off-line coupled with a microscale CFD model. A densely populated neighborhood of 6 km² in the Metropolitan Region of Vitória is studied. WRF and CMAQ data outputs are used as transient boundary conditions for the CFD simulation. A 3D domain with approximately 2x107 tetrahedral elements, representing the study region, is used to solve the conservation equations of mass, momentum and chemical species in the microscale simulation. Data from an air quality monitoring station is used validate the simulated concentration fields. In general, it is possible to conclude that the microscale model results show a considerable improvement in the street level concentration predictions compared to mesoscale data. The results reproduce trends and peaks that are observed on the input data, with statistical indicators of the coupled CFD/WRF model significantly better than CMAQ, demonstrating the CFD modelling robustness. However, it is important to note that the accuracy of the emission inventory and mesoscale prediction have an important impact on the results.
dc.description.resumoAtualmente, o uso de modelos fotoquímicos de mesoescala se tornou significativamente importante para a gestão da qualidade do ar em regiões urbanas devido ao seu potencial de reproduzir informações a respeito de poluentes atmosféricos e meteorologia. Os modelos de mesoescala WRF-CHEM e CMAQ, conseguem prever a dispersão de poluentes em grandes áreas, com resoluções na ordem de 1km – 10km. Entretanto, estes modelos não são capazes de reproduzir com precisão o escoamento de ar e a dispersão de poluentes dentro de regiões complexas, visto que são incapazes de modelar detalhadamente as características do escoamento e dispersão em dimensões inferiores à sua resolução. Os modelos baseados em Computational Fluid Dynamics (CFD) de microescala, devido a sua resolução na ordem de metros, conseguem reproduzir os efeitos dos diferentes arranjos urbanos. Neste contexto, o acoplamento de escalas se torna uma saída de grande valor, podendo usar dados provenientes de simulações de modelos de mesoescala em um modelo de microescala, permitindo o acomplamento entre os efeitos meteorógicos de mesoescala e as características do dossel urbano em microscala. Neste trabalho, os sistemas de modelagem WRF e CMAQ são acoplados a um modelo CFD de microescala. Um bairro densamente povoado de 6 km² na Região Metropolitana de Vitória, é estudado. As saídas de dados horários do WRF e CMAQ são usadas como condições de contorno transientes para a simulação CFD. Um domínio 3D com aproximadamente 2x107 elementos tetraédricos que representa a região de estudo, foi usada para resolver as equações de conservação de massa, momentum e espécies químicas. Dados de uma estação de monitoramento da qualidade do ar são usados para comparar os campos de concentração simulados obtidos. No geral, os resultados do modelo CFD de microescala aprimoram a capacidade de previsão dos modelos de mesoescala, com os indicadores estatísticos do modelo CFD/WRF significativamente melhores que o CMAQ. No entanto, é importante observar que os dados do inventário de emissões e os resultados dos dados de mesoescala têm um impacto muito significativo nos resultados do CFD.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13592
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectQualidade do ar urbano
dc.subjectModelagem CFD
dc.subjectModelagem WRF
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleAcoplamento de modelos de micro e meso escalas para determinação do escoamento e da dispersão de poluentes em ambiente urbano
dc.title.alternativeCoupling micro and meso scale models for determining flow and dispersion of pollutants in urban environment
dc.typemasterThesis
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
dissertacao_igorrichamenegatti_final.pdf
Tamanho:
6.35 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Coleções
Mestrado em Engenharia Ambiental