外部気流:渤海某貯炭場粉塵飛散解析

解析の概要

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平面風速分布

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表面風速分布と塵埃粒子高濃度域

貯炭場パイル塵埃拡散解析

 熱が関係しない問題でも塵埃や有害ガスの拡散が問題になる場合があります。CFDでは熱と同様に塵埃やガスの重さがある場合でも、適切な条件設定によって移流拡散解析による評価が可能です。特に広域問題の場合、対策を立てる領域を絞る事も可能になります。

上記画像の説明
 多数のパイル周辺に複雑な気流が発生し、接線風速によって塵埃の拡散が起こります。防風柵位置の最適化によって影響を低減出来ます。 

解析の詳細

      風環境解析

      平面風速分布+速度ベクトル パース図<風向ENE>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      平面風速分布+速度ベクトル 平面図<風向ENE>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      風速表面貼り付け パース図<風向ENE>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      平面風速分布+速度ベクトル パース図<風向SSW>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      平面風速分布+速度ベクトル 平面図<風向SSW>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      風速表面貼り付け パース図<風向SSW>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      粉塵飛散の検討

      パーティクルトレース(粒子軌跡)パース図<風向ENE>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      パーティクルトレース(粒子軌跡)パース図<風向SSW>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      濃度拡散等値面(ボリュームレンダリング)パース図<風向ENE>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

      濃度拡散等値面(ボリュームレンダリング)パース図<風向SSW>


      左:防風フェンス無し
      右:防風フェンス有り

     

     

・解析の目的
 渤海貯炭場について粉塵対策を考えるための気流解析、及びそれに基づいた粉塵飛散解析を行いました。解析は各風向での流動状態の比較、及び粉塵対策として防風柵(フェンス)を設置した再の気流分布の相違や粉塵飛散の程度を視覚化し検討を行いました。
・解析モデル

(1)流れ境界の条件の与え方
周辺外側境界:既定流速(べき乗側)
地表面・埠頭の壁条件:滑りの無い壁
天空面:滑り条件

(2)風環境条件の与え方
風向:北西(与条件)
べき乗則:U/U0=(H/H0)n
U:風速(m/sec)
U0:基準風速8.0m/sec
H:高さ(m).H0:基準高さ 20m
n:べき乗値 0.10


  • U 風速(m/sec)

  • <格子数:249×233×32=1856544>



    • 解析格子パース全体図
    •  


    • 解析格子パース拡大図

     


    解析格子パース全体図 



    解析格子パース全体図 


    ・解析結果
     渤海貯炭場の粉塵拡散を気流シミュレーションを用いて検討しました。
     パイル周辺流れ場の傾向を概略把握することが出来ました。
    防風フェンスの有無に関して解析を行った結果、防風フェンス内側では通過風速をかなり感じる事が可能であり、結果的にパイルからの粉塵拡散も大きく現象させうると考えられます。今後のフェンス設置場所については個々に検討する事が必要です。
                       
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