Luận văn Bài toán mô phỏng sự khuếch tán khí thải với các điều kiện địa hình phức tạp

MỤ C LỤ C

***

Trang

LỜI CẢM ƠN . i

LỜI NÓI ĐẦU . ii

MỤC LỤC . iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU . vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH . vii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LUẬN VĂN . 01

1.1 – Tên đề tài . 01

1.2 – Mục tiêu của đề tài . 01

1.3 – Phạm vi nghiên cứu của đề tài . 01

1.4 – Phương pháp nghiên cứu . 01

1.5 – Các công việc thực hiện trong luận văn . 02

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN. 03

2.1 – Các yếu tố khí tượng liên quan đến sự khuếch tán chất ô nhiễm trong

khí quyển . 03

2.1.1 – Đặc điểm của khí quyển . 03

2.1.2 – Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao của không khí . 03

2.1.3 – Trạng thái bền vững của khí quyển . 04

2.1.4 – Vận tốc gió . 05

2.2 – Anh hưởng của yếu tố địa hình đến sự khuếch tán khí thải . 06

2.2.1 – Yếu tố địa hình đồi núi, thung lũng . 06

2.2.2 – Anh hưởng của các công trình xây dựng . 08

2.3 – Lý thuyết khuếch tán chất ô nhiễm trong môi trường không khí . 10

2.3.1 – Phương trình vi phân tổng quát của sự khuếch tán chất ô nhiễm . 10

2.3.2 – Phương trình vi phân rút gọn . 10

2.4 – Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm từ các nguồn thải cao . 11

2.4.1 – Tính toán theo quy luật phân phối chuẩn Gauss . 11

2.4.1.1 – Công thức cơ sở của hàm Gauss . 11

2.4.1.2 – Công thức Gauss áp dụng trong thực tiễn tính toán . 12

2.4.1.3 – Hệ số khuếch tán . 13

2.4.1.4 – Chiều cao hiệu dụng của ống khói . 14

2.4.2 – Tính toán theo phương pháp Berliand M.E. . 15

2.4.2.1 – Phương trình vi phân rút gọn Berliand M.E. . 15

2.4.2.2 – Công thức rút ra từ phương trình vi phân . 15

2.4.2.3 – Vận tốc gió nguy hiểm . 16

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH ANSYS . 17

3.1 – Tổng quan về phần mềm ANSYS . 17

3.2 – Các Module của ANSYS . 17

3.2.1 – ANSYS/ Structural . 17

3.2.2 – ANSYS/ Linear Plus . 17

3.2.3 – ANSYS/ Flotran . 17

3.2.4 – ANSYS/ Emag 2-D, 3-D . 18

3.2.5 – ANSYS/ Mechanical . 18

3.2.6 – ANSYS/ ED . 18

3.2.7 – ANSYS/ PrepPost . 18

3.2.8 – ANSYS/ Thermal . 18

3.2.9 – ANSYS/ LS-DYNA . 18

3.2.10 – ANSYS/ Multiphysics . 18

3.2.11 – ANSYS/ Thermal U/ Flotran, ANSYS/ Thermal/Structural . 18

3.2.12 – ANSYS/ ProFEA . 18

3.3 – Ứng dụng của phần mềm ANSYS trong lĩnh vực công nghiệp . 19

3.3.1 – Ngành công nghiệp hàng không . 19

3.3.2 - Ngành công nghiệp ô tô . 20

3.3.3 – Ngành công nhiệp đóng tàu . 21

3.3.4 – Thiết kế thiết bị HVAC . 21

3.3.5 – Lĩnh vực hoá dầu . 22

3.3.6 – Lĩnh vực điện tử . 22

3.3.7 – Lĩnh vực thể thao . 23

3.4 – Các bước giải bài toán trong ANSYS . 24

3.4.1 – Chuẩn bị . 24

3.4.2 – Xử lý ban đầu . 24

3.4.3 – Quá trình giải . 25

3.4.4 – Quá trình xử lý kết quả . 25

3.5 – Một vài lưu ý khi giải bài toán trong FLOTRAN . 25

3.5.1 – Đặc trưng phần tử . 25

3.5.2 – Trạng thái dòng chảy . 25

3.5.3 – Tạo lưới phần tử hữu hạn . 25

3.6 – Khả năng vận dụng ANSYS trong bài toán môi trường . 26

CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN . 28

4.1 – Bài toán 1 . 29

4.1.1 – Bài toán 1a . 29

4.1.2 – Bài toán 1b . 30

4.2 – Bài toán 2 . 32

4.2.1 – Hình dạng, kích thước công trình . 32

4.2.2 – Điểm phát thải nằm ngoài vùng bóng rợp khí động . 38

4.2.3 – Điểm phát thải nằm trong vùng bóng rợp khí động . 42

4.2.4 – Nguồn điểm nằm trong thung lũng . 45

4.3 – Bài toán 3 . 50

4.4 – Bài toán 4 . 56

KẾT LUẬN . 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 61

PHỤ LỤC . 62

Mã nguồn bài toán 1a . 62

Mã nguồn bài toán 1b . 63

Mã nguồn Library2a . 64

Mã nguồn Library2b . 64

Mã nguồn mô hình 2a . 65

Mã nguồn mô hình 2b . 66

Mã nguồn mô hình 2c . 67

Mã nguồn mô hình 3a . 68

Mã nguồn mô hình 3b . 69

Mã nguồn mô hình 4 . 70

Mã nguồn mô hình 5 . 71

Mã nguồn mô hình 6 . 72

Mã nguồn trường ô nhiễm NH3 . 73

Mã nguồn trường ô nhiễm SO2 . 74