Numerical simulations of particle dispersion in an urban area

Abstract

In this study the transport and deposition of particles released from different source locations, and with different wind conditions, in a realistic urban area have been investigated. Two different scenarios have been considered. The first treats three point source locations at different heights with a wind velocity of 3 m=s. The second consider a moving source, representing a car driving at 30 km=h, with four different wind speeds (1 m=s, 3 m=s, 5 m=s and 10 m=s). Results indicate a significant difference in horizontal dispersion when a source is placed above the building structures as compared to within. The dispersion from the roof yields a continuous cloud approximately 300 m wide, compared to a 150 m wide particle cloud when the source is below the roof tops. Also, more particles get deposited in the near field when released from within the urban area compared to a higher release point, and the higher the release point is located the more particles get deposited on buildings rather than on the ground. It has also been shown that a higher wind velocity increased the vertical height of the plume as well as a wider horizontal dispersion pattern. There seems not to be any difference in the number of deposited particles, but they do however deposit differently. Therefore, for these two scenarios, the deposition pattern is more dependent on the source location, whereas the dispersion pattern is more dependent on the wind velocity.

I denne studien har spredning og deponering av partikler, fra ulike kildeplasseringer og med ulike vindhastigheter, i et realistisk urbant område blitt undersøkt. To ulike scenarioer er blitt vurdert. Det første behandler tre punktkilder plassert i ulike høyder og med en vindhastighet (3 m=s). Det andre beskriver en bevegelig kilde, som representerer en bil som kjører i 30 km=t, og fire forskjellige vindhastigheter (1 m=s, 3 m=s, 5 m=s og 10 m=s). Resultatene indikerer en betydelig forskjell i horisontal spredning når en kilde er plassert over bygningene i forhold til mellom bygningene. Flere partikler blir deponert når de slippes nærmere bakken sammenlignet med et utslipp fra en høyere posisjon. Det kan også observeres at flere partikler blir deponert på bygninger i forhold til bakken når kildeplasseringens avstand til bakken øker. Det har også blitt vist at en høyere vindhastighet både resulterer i en mer vertikalt utbredd sky og et bredere horisontalt spredningsmønster. Det ser ikke ut til å være noen betydelig forskjell i antall deponerte partikler i nærfeltet (< 500 m), men deponeringsmønstret er annerledes. Denne studien indikerer derfor at deponeringen avhenger mer av kildens plassering enn av vindhastigheten, men at spredningen er mer påvirket av vindstyrken.