Per valutare gli effetti dei portici sulla dispersione degli inquinanti in una strada urbana, la simulazione è stata condotta per due casi studio, distinti solo per la forma degli edifici fiancheggianti la strada e con dimensioni tipiche delle strade di Bologna:

1. uno street canyon standard di lunghezza infinita, con uguale altezza H degli edifici e larghezza L della strada (15 m);

2. uno street canyon, con le stesse dimensioni del caso standard, fiancheggiato da due portici di altezza e larghezza uguali (4 m).

Il flusso del traffico consiste in 3600 veicoli all'ora, circolanti su quattro corsie alla velocità media di 20 km/h; i fattori di emissione per CO sono gli stessi di Lanzani (1995). Il flusso trasversale e l'energia cinetica turbolenta sono forniti da MERCURE usando l'approssimazione del flusso dilatabile.

Le condizione micro-meteorologiche scelte sono quelle rappresentative di un giorno primaverile. All'altezza dei tetti la componente trasversale del vento ha il valore massimo di 2.1m/s, la temperatura è di 20°C e i parametri di turbolenza sono inizializzati in accordo alla classe di stabilità C.

Per considerare gli effetti della spinta idrostatica degli inquinanti emessi, nel calcolo del flusso si tiene conto di una sorgente tridimensionale di entalpia, dovuta alla temperatura di emissione degli inquinanti (300°C).

E' stata inoltre calcolata l'energia cinetica turbolenta indotta dallo stesso moto dei veicoli.

I flussi, ottenuti per i due casi studiati, sono illustrati in figura 1.

I vortici secondari che si creano all'interno dei portici nel caso (b) sono rappresentati con maggior dettaglio in figura 2, dove l'andamento è antiorario e le velocità del vento sono minori rispetto a quelle del vortice principale.

Il flusso del vento calcolato da MERCURE è usato come input per GEM in luogo della soluzione analitica di Hotchikiss e Harlow (1973). Le deviazioni standard della velocità del vento sono calcolate dal campo di energia cinetica di turbolenza, nell'ipotesi di comportamento isotropico.

Al modello GEM sono state effettuate alcune modifiche per adattarlo al caso studio (b):

• l'evoluzione temporale, nell'intervallo di tempo DT, della posizione della particella è calcolata secondo l'espressione:

dove è la velocità media del flusso eè la componente turbolenta della velocità. In questo modo è possibile far evolvere separatamente le tre coordinate spaziali, evitando errori nell'applicazione della condizione di riflessione.

• la presenza dei due vortici secondari richiede una differente stima del tempo di scala lagrangiano, dato che non è possibile determinare un'unica scala di lunghezza per il flusso. Per entrambi i casi è stato stimato un campo dei tempi di scala lagrangiani, secondo la formula:

,

dove C è una costante empirica eè la minima distanza dalle pareti in posizione