基于多孔介質(zhì)方法的城市街區(qū)汽車污染物對(duì)流擴(kuò)散數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，我國城市機(jī)動(dòng)車的保有量每年都有較明顯的上升，在給我國經(jīng)濟(jì)帶來繁榮發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)城市的大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染，調(diào)查顯示，汽車排放的污染物已經(jīng)成為部分大城市空氣污染的主要來源。城市交通道路與之分隔而成的兩側(cè)連續(xù)的高大建筑群會(huì)形成街道峽谷，由于高大建筑群的遮擋，街道峽谷內(nèi)就會(huì)形成相對(duì)獨(dú)立于整個(gè)城市大氣邊界層的微氣候，會(huì)有著不同于整個(gè)大氣層的傳輸擴(kuò)散。因此對(duì)城市街區(qū)峽谷內(nèi)污染物的對(duì)流擴(kuò)散研究顯得尤為迫切。
　　 針對(duì)本文的研

2、究對(duì)象為城市街區(qū)峽谷，詳細(xì)介紹了街區(qū)峽谷的特征，包括幾何特征、流場特征和污染物的對(duì)流擴(kuò)散特征，并系統(tǒng)的分析了污染物對(duì)流擴(kuò)散的基本理論，對(duì)街區(qū)峽谷內(nèi)污染物對(duì)流擴(kuò)散的模式進(jìn)行了介紹。由于城市內(nèi)機(jī)動(dòng)車污染物在街道內(nèi)的對(duì)流擴(kuò)散過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程，受影響的因素很多，主要包括：氣象因素、當(dāng)?shù)氐牡乩硪蛩睾臀廴驹吹膹?qiáng)度等。
　　 本文采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)觀測相結(jié)合的方法，在進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算時(shí)，根據(jù)街區(qū)峽谷的道路和建筑物的分布情況，建立適當(dāng)

3、尺寸的物理模型，由于城市街道兩側(cè)的建筑物和綠化植物較多，計(jì)算的工作量大，本文將對(duì)道路兩側(cè)的建筑群和綠化帶進(jìn)行參數(shù)化，將建筑群和綠化帶處理成具有動(dòng)量匯的多孔介質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上利用Gambit軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，結(jié)合城市內(nèi)大氣邊界層的風(fēng)速對(duì)數(shù)輪廓線，定義合適的初始條件和邊界條件，并給出能夠滿足收斂要求的迭代系數(shù)，通過Fluent軟件的反復(fù)迭代計(jì)算得到城市街區(qū)峽谷內(nèi)污染物對(duì)流擴(kuò)散的流場和濃度的分布規(guī)律。
　　 從數(shù)值模擬得到的污染物流場

4、和濃度場的分布規(guī)律可以看出：①當(dāng)風(fēng)向相同時(shí)，風(fēng)速越大污染物對(duì)流擴(kuò)散越強(qiáng)烈；②當(dāng)風(fēng)速相同時(shí)，0度來風(fēng)污染物影響范圍較小，但不利于污染物的局部擴(kuò)散，容易在下風(fēng)向積聚，造成局部污染嚴(yán)重；傾斜來風(fēng)時(shí)，污染物局部擴(kuò)散明顯加強(qiáng)，但對(duì)周圍的影響范圍明顯擴(kuò)大，這時(shí)不易造成局部濃度超標(biāo)。
　　 為了驗(yàn)證本文數(shù)值模擬結(jié)果的正確性，本文選擇了在相同的街道上進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)觀測，通過在街道迎風(fēng)面和背風(fēng)面上各設(shè)立不同高度的四個(gè)觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測，在五個(gè)觀測日內(nèi)對(duì)