建筑幾何參數(shù)對氣體污染物擴散影響的數(shù)值仿真研究.pdf

1、近幾十年來，城市環(huán)境的大氣污染問題受到人們廣泛關注。本文根據(jù)城市風環(huán)境及污染物擴散特點，分別建立了二維城市街道峽谷模型及二維順排建筑陣列模型。針對前者，根據(jù)不同的屋面形式及不同的屋面高寬比建立工況；針對后者，根據(jù)不同的建筑橫截面形式及不同的來流風方向建立工況。在這兩類模型的基礎上，建立三維建筑群模型?；谟嬎懔黧w力學理論（CFD），本文采用數(shù)值模擬方法模擬了上述各個工況在自然通風條件下的風場及濃度場，并進行分析。
　　本文結(jié)合建筑

2、幾何結(jié)構形態(tài)學及城市空氣動力學，在數(shù)值建模時引入迎風面積指數(shù)（λf）及整體拖曳力系數(shù)（Cd）等大氣動力特性參數(shù)，以直接或間接地描述模型的幾何特征；引入空氣交換率（ACH）與污染物交換率（PCH）等指標，以描述城市環(huán)境由于風場作用引起的污染物擴散特征，最終并結(jié)合描述污染物濃度，建立氣體污染物擴散綜合量化指標體系。
　　對于建筑主體高寬比為1，相鄰建筑的街道峽谷高寬比為1的二維城市街道峽谷，迎風面積指數(shù)對由平均風引起的空氣交換率及污染

3、物交換率有顯著影響，迎風面積指數(shù)越大，兩者的值越低；整體拖曳力系數(shù)對由脈動風引起的空氣交換率及污染物平均濃度有顯著影響，整體拖曳力系數(shù)越大，兩者的值越低。針對建筑間距與建筑寬度比為1的二維順排建筑陣列模型，采用等面積代換的原則考慮不同的截面形式，研究表明：迎風面積指數(shù)對由平均風引起的空氣交換率有顯著影響，迎風面積指數(shù)越大，空氣交換率越低；整體拖曳力系數(shù)對由脈動風引起的空氣交換率、污染物交換率、污染物平均濃度有顯著影響，整體拖曳力系數(shù)越大

4、，后兩者的值越高，空氣交換率越低。通過對三維建筑群模型進行研究，結(jié)果表明：污染物濃度、空氣交換率及通過垂直方向邊界的污染物交換率隨著迎風面積指數(shù)及整體拖曳力系數(shù)的增加呈線性增加，由平均風引起的水平方向邊界上的污染物交換率隨迎風面積指數(shù)及整體拖曳力系數(shù)的增加呈線性減小；迎風面積指數(shù)對由平均風引起的空氣交換率、污染物交換率均有顯著影響；整體拖曳力系數(shù)對由脈動風引起的空氣交換率、總的空氣交換率及相對濃度平均值均有顯著影響。此外，針對上述每一種