Simulaciones URANS de los plumas de escape de vehículos con información sobre la detección remota de emisiones
Autores: Plogmann, Justin; Stauffer, Christian; Dimopoulos Eggenschwiler, Panayotis; Jenny, Patrick
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulaciones URANS de los plumas de escape de vehículos con información sobre la detección remota de emisiones
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Sensado remoto de emisiones
Contaminantes
Plumas de escape
Estelas de vehículos
Relaciones de concentración
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La detección remota de emisiones (RES) es un método de medición basado en la espectroscopía de absorción para la determinación de concentraciones de contaminantes. La absorción del penacho de escape de un vehículo se mide desde la carretera sin intervención mediante una barrera de luz/láser durante una medición corta (0.5 s) y se estiman las relaciones de concentración de contaminantes (por ejemplo, NO a CO). Se realizan simulaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds no estacionarias (URANS) de penachos de escape en estelas de vehículos utilizando el modelo de turbulencia SST con enfoque en la dispersión de contaminantes. La configuración de la simulación ha sido validada mediante una comparación con coeficientes de arrastre obtenidos experimentalmente. Los campos de concentración resultantes representan los contaminantes disponibles para mediciones por un dispositivo RES. Se evalúa la influencia de las características del dispositivo RES en la medición. Además, las investigaciones involucran varios parámetros ambientales y relacionados con el vehículo. Los resultados demuestran que debido a la fuerte turbulencia, la mezcla se ve favorecida y los penachos de escape se dispersan rápidamente en las estelas cercanas al vehículo. Los resultados muestran que las características de emisión de un vehículo se mantienen aguas abajo durante aproximadamente la mitad de la longitud del vehículo, independientemente de las diferentes configuraciones del vehículo, parámetros de conducción y ambientales. La dispersión de contaminantes más aguas abajo resulta en concentraciones que son menores que la concentración de contaminantes en el tubo de escape del vehículo, lo que implica que los dispositivos RES deben medir a una alta frecuencia de muestreo. Por lo tanto, la determinación confiable de las relaciones de concentración de contaminantes a altas velocidades del vehículo requiere que el dispositivo RES opere en el orden de 1000 Hz de frecuencia de muestreo. En última instancia, las simulaciones numéricas no solo ayudan a comprender la dispersión del penacho de escape, sino que proporcionan una herramienta muy útil para minimizar las incertidumbres de RES.
Descripción
La detección remota de emisiones (RES) es un método de medición basado en la espectroscopía de absorción para la determinación de concentraciones de contaminantes. La absorción del penacho de escape de un vehículo se mide desde la carretera sin intervención mediante una barrera de luz/láser durante una medición corta (0.5 s) y se estiman las relaciones de concentración de contaminantes (por ejemplo, NO a CO). Se realizan simulaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds no estacionarias (URANS) de penachos de escape en estelas de vehículos utilizando el modelo de turbulencia SST con enfoque en la dispersión de contaminantes. La configuración de la simulación ha sido validada mediante una comparación con coeficientes de arrastre obtenidos experimentalmente. Los campos de concentración resultantes representan los contaminantes disponibles para mediciones por un dispositivo RES. Se evalúa la influencia de las características del dispositivo RES en la medición. Además, las investigaciones involucran varios parámetros ambientales y relacionados con el vehículo. Los resultados demuestran que debido a la fuerte turbulencia, la mezcla se ve favorecida y los penachos de escape se dispersan rápidamente en las estelas cercanas al vehículo. Los resultados muestran que las características de emisión de un vehículo se mantienen aguas abajo durante aproximadamente la mitad de la longitud del vehículo, independientemente de las diferentes configuraciones del vehículo, parámetros de conducción y ambientales. La dispersión de contaminantes más aguas abajo resulta en concentraciones que son menores que la concentración de contaminantes en el tubo de escape del vehículo, lo que implica que los dispositivos RES deben medir a una alta frecuencia de muestreo. Por lo tanto, la determinación confiable de las relaciones de concentración de contaminantes a altas velocidades del vehículo requiere que el dispositivo RES opere en el orden de 1000 Hz de frecuencia de muestreo. En última instancia, las simulaciones numéricas no solo ayudan a comprender la dispersión del penacho de escape, sino que proporcionan una herramienta muy útil para minimizar las incertidumbres de RES.