Numerical analysis of oscillating flow around a cylinder

This paper presents the numerical model of the measuring stand - the wind tunnel, in which there is fixed a cylinder with a turbulent inlet oscillating stream. The aim of this work is the juxtaposition and comparison of characteristic values concerning the oscillating turbulent flow around the cylinder, obtained from the experiment conducted in the wind tunnel at the Institute of Thermal Machinery with the data obtained as a result of numerical modelling of unsteady phenomena. The model discussed in this paper was created using a commercial program ANSYS FLUENT that is used for mathematical modelling of flow and heat transfer processes. The expected outcome of this study is possibility of the numerical modelling of the stand concerning the analogous unsteady flows without significant investment of time. Comparison of longitudinal and transverse velocity profiles in aerodynamic wake and the pressure coefficient distributions on the cylinder surface show similarities between experimental and numerical studies

Procesy rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń gazowych na obszarach pagórkowatych

A conditioning rank exists for the emission of a harmful substance, which overlaps in vicinity of varied ground-based objects. Consequently, part of the process of spreading pollution is determined by the flowing conditions and is shaped by their presence and distribution. However, under real conditions, complexes systems of terrain obstacles exist. A subject of interest among many authors is the flow and dispersion of pollutants surrounding single elements such as a hill or a building. This type of research enables a better understanding of the flow and propagation of pollutants on terrain with complex topography. The aim of the present work is the investigation of the influence of the complex character of a velocity field, particularly its periodic composition (non-stationary blowing) as well as rotating structures generated by obstacles such as hills on the propagation of various types of gaseous pollutants. The base of analysis represents the evolution of the carbon dioxide concentration in profiles surrounding hills or different locations in relation as well to the height of the source emission. By propagating a gaseous tracer in a rolling medium from a source located in a flush zone, a source’s location relative to circulation zones of increased level turbulent fluctuations of flow velocity can be determined.Istnieje szereg uwarunkowań, w których emisja szkodliwych substancji zachodzi w sąsiedztwie różnorodnych obiektów naziemnych. W konsekwencji część procesu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń przebiega w warunkach przepływowych kształtowanych ich obecnością i rozmieszczeniem. Mimo że w warunkach rzeczywistych występują złożone układy przeszkód terenowych, przedmiotem zainteresowania wielu autorów jest przepływ i dyspersja zanieczyszczeń w otoczeniu pojedynczych elementów, jak wzgórze czy budynek. Badania tego typu służą lepszemu zrozumieniu przepływu i rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w terenach o złożonej topografii. Celem niniejszej pracy jest zbadanie wpływu złożonego charakteru pola prędkości, a szczególnie jego składowej okresowej (niestacjonarnych podmuchów wiatru) oraz struktur wirowych generowanych obecnością wzgórza na rozprzestrzenianie się różnego typu zanieczyszczeń gazowych. Podstawę analizy stanowi ewolucja profili koncentracji ditlenku węgla w otoczeniu wzgórza dla różnego położenia i wysokości źródła emisji. Na rozprzestrzenianie się znacznika gazowego emitowanego ze źródła usytuowanego w strefie napływu na faliste podłoże ma wpływ przede wszystkim położenie źródła względem strefy recyrkulacji oraz obszaru o podwyższonym poziomie turbulentnych fluktuacji prędkości przepływu

Characteristics of the Polish electricity certification system

Celem pracy jest przedstawienie i analiza polskiego systemu certyfikacji pochodzenia energii elektrycznej jako sposobu na poprawę polityki ekologicznej i efektywności energetycznej. Zasadnicza część artykułu poświęcona jest przedstawieniu charakterystyki i oceny wsparcia odnawialnych źródeł energii opartego na systemie certyfikatów pochodzenia energii oraz ich uwarunkowaniom formalno-prawnym.The paper deals with characteristics and evaluation of electricity certification system as a method of improving environmental policy and energy efficiency. First part of paper describes two main support mechanisms: green and red certificate systems. In the second part – planned certificates are presented and evaluated. The work describes the concept, the main elements and the issues related to the establishment of a new system of certificates

Analiza rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń gazowych na terenie pagórkowatym

The emission of a dangerous substance overlaps in vicinity of wide-range ground-based objects. Consequently, part of the process of dispersion pollution is determined by the flowing conditions and is shaped by their presence and distribution. However, under real conditions, complexes systems of terrain obstacles exist. A subject of interest among many authors is the flow and dispersion of pollutants surrounding single elements such as a hill or a building. This type of research enables a better understanding of the flow and propagation of pollutants on terrain with complex topography. The aim of the present work is the investigation of the influence of the complex character of a velocity field, particularly its periodic composition (non-stationary blowing) as well as rotating structures generated by obstacles such as hills on the propagation of various types of gaseous pollutants. The base of analysis represents the evolution of the carbon dioxide concentration in profiles surrounding hills or different locations in relation as well to the height of the source emission. By propagating a gaseous tracer in a oscillating flow from a source located in a flush zone, a source’s location relative to circulation zones of increased level turbulent fluctuations of flow velocity can be determined.Proces rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń zachodzi w warunkach przepływowych kształtowanych obecnością i rozmieszczeniem różnorodnych obiektów naziemnych. W warunkach rzeczywistych procesy te występują w otoczeniu złożonych układów przeszkód terenowych, jednak przedmiotem zainteresowania wielu naukowców jest przepływ i dyspersja zanieczyszczeń w otoczeniu pojedynczych elementów. Badania tego typu służą lepszemu zrozumieniu przepływu i rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w terenach o złożonej topografii. W niniejszej pracy analizowano wpływ złożonego charakteru pola prędkości, w tym składowej okresowej (wygenerowanej w wyniku niestacjonarnych podmuchów wiatrowych) oraz struktur wirowych generowanych w otoczeniu wzgórza na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń o charakterze gazowym. Na koncentrację znacznika gazowego emitowanego ze źródła usytuowanego w strefie napływu na faliste podłoże ma wpływ przede wszystkim położenie źródła względem strefy recyrkulacji oraz obszaru o podwyższonym poziomie turbulentnych fluktuacji przepływu

Numeryczne modelowanie rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń gazowych wokół obiektów w konfiguracji tandem

The dispersion of pollutants in space around wind engineering structures governed by convection and diffusion mechanism and depends strongly on the velocity field. To understand the phenomena related to the forming of concentration fields it is necessary to recognize the local features of the flow around the objects with the special emphasize for the mean velocity direction, random and periodical fluctuations accompanying the vortex generation in bodies neighbourhood. The specific flow conditions generated around bluff bodies arrangement make it possible to study the gas pollutant dispersion for the case of very complex velocity field typical for built environment. This paper evaluates the performance of computational modelling approach (RANS k-) for two test cases with wind tunnel experiments for validation. The paper presents the results of the complex research program aimed at understanding a character of the flow field in neighborhood of bluff-bodies immersed in a boundary layer and characteristics of pollutants dispersion in that area. The analysis has been performed for the 3D case of two surface-mounted bluff bodies arranged in tandem. The local characteristics of flow and concentration profiles of tracer gas (CO2) for various inter obstacle gaps were obtained by the use of commercial CFD code (FLUENT). Characteristic feature of flow field around groups of buildings in urban areas is high level the unsteady phenomena resulting from itself character of the wind or from the interference of the wake flow connected with a process of vortex shedding. This is the factor affecting process of the dispersion of pollutants in the built-up area acting more complex the mechanism of propagate of small parts explained on the basis of processes of advection and turbulent diffusion.Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w przyziemnej warstwie atmosferycznej regulowane jest przez mechanizm dyfuzji i konwekcji oraz silnie zależy od pola prędkości. W celu zrozumienia zjawisk związanych z kształtowaniem się pól koncentracji istotne jest rozpoznanie struktury przepływu wokół obiektów ze szczególnym uwzględnieniem prędkości średniej oraz jej losowej i okresowej składowej towarzyszącym generacji wirów w otoczeniu obiektów naziemnych w obszarach zabudowanych. W pracy przedstawiono wyniki numerycznego modelowania procesu dyspersji zanieczyszczeń gazowych w strefie zabudowanej. Ich celem było określenie wpływu konfiguracji obiektów, stopnia ich "zagłębienia" w warstwie przyziemnej, a także położenia źródła emisji na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń (znacznik gazowy - CO2). Badany układ stanowiły dwa trójwymiarowe modele budynków o różnych wysokościach ustawione w tandemie. Charakterystyki aerodynamiczne przepływu oraz profile koncentracji gazu znacznikowego (CO2) dla różnych konfiguracji obiektów uzyskano z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania FLUENT. Cechą szczególną pól prędkości w otoczeniu grupy opływanych budynków jest wysoki poziom niestacjonarności wynikający zarówno z samego charakteru wiatru, jak i z faktu generowania przez obiekty zjawisk periodycznych związanych z procesem schodzenia wirów. Jest to czynnik, który oddziałuje na proces dyspersji zanieczyszczeń w obszarze zabudowanym, czyniąc jeszcze bardziej złożonym mechanizm rozprzestrzeniania się cząstek tłumaczony na bazie procesów adwekcji i turbulentnej dyfuzji

Detection of characteristic flow areas of objects using a visualization method

W niniejszym artykule przedstawiono sposób wykorzystania prostych metod wizualizacji przepływu do wspomagania procesów projektowania i realizacji prac badawczych obejmujących tematykę związaną z zagadnieniami opływu obiektów budowlanych przez strumień powietrza, w tym rozwiązywania problemów inżynierii bezpieczeństwa. Opisano proces rozpoznawania informacji użytkowych przedstawionej metody oraz zilustrowano jej wykorzystanie na przykładach konkretnych obiektów technicznych. Poniższy materiał przedstawia fragmenty prac badawczych prowadzonych przez autora niniejszego artykułu. Analizie poddano obszar przepływu w otoczeniu modelu prostopadłościennego usytuowanego na podłożu. W badaniach wykorzystano olejową technikę wizualizacji powierzchniowej uzupełnionej pomiarami termoanemometrycznymi.This article shows how to use simple visualization methods to support the design and execution of f research work related to the topics of airflow around buildings, including safety engineering problems. Describes the process of detection n operating information presented method and illustrates its use for examples of specific technical objects. The following material presents fragments of experimental research conducted by the author. The study used an oily surface visualization technique supplemented by anemometry measurements

Flow Dynamics in the Vicinity of Tandem Buildings

The flow-field in the vicinity of tandem building model in a wind tunnel will be subjected to analysis of dynamics. The model is 3D consisting of the two blocks of different sizes arranged in a streamwise direction. Experiments were performed using time-resolved PIV technique in several measuring planes to capture both spatial and dynamical features

Analysis of wind hazard leading to buildings damage

Wzrasta liczba zagrożeń wynikających z oddziaływania silnych wiatrów m.in. w wyniku zwiększenia się gwałtowności zjawisk, obszaru ich występowania, częstości występowania, a także w wyniku niewłaściwej eksploatacji obiektów i ich zużycia naturalnego. Niniejsza praca poświęcona została analizie wpływu oddziaływania silnego wiatru na konstrukcje budynków występujące w różnych konfiguracjach w obszarach zabudowanych. Jej głównym celem było wyznaczenie i przeanalizowanie obciążenia ciśnieniowego obiektów znajdujących się w strefie oddziaływania przepływu. Pomiary zrealizowano w Laboratorium Aerodynamiki Środowiska w Instytucie Maszyn Cieplnych Politechniki Częstochowskiej. Na podstawie analizy wyników wizualizacji oraz aerodynamicznych współczynników ciśnieniowych zaobserwowano, że zmiany charakteru obciążenia wiatrowego zależne są od konfiguracji obiektów.The increasing number of threats resulting from the impact of strong winds, among others as a result of an increase in the violence of the phenomena of their range, frequency, and as a result of improper operation of facilities and the natural wear and tear. This paper is devoted to the analysis of the impact of the strong wind on the building construction in the different configurations in urban areas. The main aim of the experiment was to determine the pressure distribution on the walls of rectangular objects immersed in flow. Measurements are performed in the Laboratory of Environmental Aerodynamics Institute of Thermal Machinery Czestochowa University of Technology. Based on the results visualization and of aerodynamic ratios pressure observed, that changes the nature of the wind load are dependent on the configuration of objects

Analiza rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń gazowych wokół obiektów w układzie tandem

The problem of pollution dispersion throughout atmospheric boundary layer has grown in importance since human activity has become so intense that it started having considerable impact on natural environment. The level of concentration of pollutants has escalated, particularly in urban areas and it impacts on their inhabitants. The paper presents the results of the complex research program aimed at understanding a character of the flow field in neighborhood of bluff-bodies immersed in a boundary layer and characteristics of pollutants dispersion in that area. Analysis of gas pollutants dispersion process requires in-depth identification of the structure of flow around the buildings. The analysis has been performed for the 3D case of two in-line surface-mounted bluff bodies, arranged in tandem, which were placed with one face normal to the oncoming flow. The mean concentration profiles of tracer gas (CO2) for various inter-obstacle gaps were measured in wind tunnel. Characteristic feature of flow field around groups of buildings in urban areas is high level the unsteady phenomena resulting from itself character of the wind or from the interference of the wake flow connected with a process of vortex shedding. This is the factor affecting process of the dispersion of pollutants in the built-up area acting more complex the mechanism of propagate of small parts explained on the basis of processes of advection and turbulent diffusion. The local characteristics of flow were obtained by the use of commercial CFD code (FLUENT).Problem rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w przyziemnej warstwie atmosfery nabrał znaczenia, gdy działalność człowieka stała się na tyle intensywna, że zaczęła wywierać istotny wpływ na stan środowiska naturalnego. Poziom koncentracji zanieczyszczeń nasilony jest zwłaszcza w obszarach zurbanizowanych, oddziałując na jego mieszkańców. W pracy przedstawiono wyniki modelowych badań dotyczących procesu dyspersji zanieczyszczeń gazowych w strefie zabudowanej. Ich celem było określenie wpływu konfiguracji obiektów, stopnia ich "zanurzenia" w warstwie przyziemnej, a także położenia źródła emisji na rozprzestrzenianie się znacznika gazowego (CO2) emitowanego w ich otoczeniu ze źródła skupionego. Analiza procesu dyspersji zanieczyszczeń gazowych wymaga dokładnego rozpoznania struktury przepływu wokół elementów zabudowy. Badany układ typu tandem stanowiły dwa trójwymiarowe modele budynków o różnych wysokościach ustawione w jednej linii. Profile koncentracji gazu znacznikowego (CO2) dla różnych konfiguracji obiektów zmierzono w tunelu aerodynamicznym. Cechą szczególną pól prędkości w otoczeniu grupy opływanych budynków jest wysoki poziom niestacjonarności wynikający zarówno z samego charakteru wiatru, jak i z faktu generowania przez obiekty zjawisk periodycznych związanych z procesem schodzenia wirów. Jest to czynnik, który oddziałuje na proces dyspersji zanieczyszczeń w obszarze zabudowanym, czyniąc jeszcze bardziej złożonym mechanizm rozprzestrzeniania się cząstek, tłumaczony na podstawie procesów adwekcji i turbulentnej dyfuzji. Wykorzystywane w pracy charakterystyki aerodynamiczne opływu budynków uzyskane zostały z wykorzystaniem programu FLUENT

Numeryczne modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń gazowych wokół obiektów w konfiguracji tandem

The dispersion of pollutants in space around wind engineering structures governed by convection and diffusion mechanism and depends strongly on the velocity field. To understand the phenomena related to the forming of concentration fields it is necessary to recognize the local features of the flow around the objects with the special emphasize for the mean velocity direction, random and periodical fluctuations accompanying the vortex generation in bodies neighbourhood. The specific flow conditions generated around bluff bodies arrangement make it possible to study the gas pollutant dispersion for the case of very complex velocity field typical for built environment. The paper presents the results of the complex research program aimed at understanding a character of the flow field in neighborhood of bluff-bodies immersed in a boundary layer and characteristics of pollutants dispersion in that area. The analysis has been performed for the 3D case of two surface-mounted bluff bodies arranged in tandem. The local characteristics of flow and concentration profiles of tracer gas (CO2) for various inter obstacle gaps were obtained by the use of commercial CFD code (FLUENT). Characteristic feature of flow field around groups of buildings in urban areas is high level the unsteady phenomena resulting from itself character of the wind or from the interference of the wake flow connected with a process of vortex shedding. This is the factor affecting process of the dispersion of pollutants in the built-up area acting more complex the mechanism of propagate of small parts explained on the basis of processes of advection and turbulent diffusion.Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w przyziemnej warstwie atmosferycznej regulowane jest przez mechanizmy dyfuzji i konwekcji oraz silnie zależy od pola prędkości. W celu zrozumienia zjawisk związanych z kształtowaniem się pól koncentracji istotne jest rozpoznanie struktury przepływu wokół obiektów ze szczególnym uwzględnieniem prędkości średniej oraz jej losowej i okresowej składowej towarzyszącym generacji wirów w otoczeniu obiektów naziemnych w obszarach zabudowanych. W pracy przedstawiono wyniki numerycznego modelowania procesu dyspersji zanieczyszczeń gazowych w strefie zabudowanej. Ich celem było określenie wpływu konfiguracji obiektów, stopnia ich „zanurzenia” w warstwie przyziemnej, a także położenia źródła emisji na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń (znacznik gazowy - CO2). Badany układ stanowiły dwa trójwymiarowe modele budynków o różnych wysokościach ustawione w tandemie. Charakterystyki aerodynamiczne przepływu oraz profile koncentracji gazu znacznikowego (CO2) dla różnych konfiguracji obiektów uzyskano z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania FLUENT. Cechą szczególną pól prędkości w otoczeniu grupy opływanych budynków jest wysoki poziom niestacjonarności wynikający zarówno z samego charakteru wiatru, jak i z faktu generowania przez obiekty zjawisk periodycznych związanych z procesem schodzenia wirów. Jest to czynnik, który oddziałuje na proces dyspersji zanieczyszczeń w obszarze zabudowanym, czyniąc jeszcze bardziej złożonym mechanizm rozprzestrzeniania się cząstek, tłumaczony za pomocą procesów adwekcji i turbulentnej dyfuzji