建筑幾何參數(shù)對(duì)氣體污染物擴(kuò)散影響的數(shù)值仿真研究.pdf

1、近幾十年來(lái)，城市環(huán)境的大氣污染問(wèn)題受到人們廣泛關(guān)注。本文根據(jù)城市風(fēng)環(huán)境及污染物擴(kuò)散特點(diǎn)，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(duì)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(duì)后者，根據(jù)不同的建筑橫截面形式及不同的來(lái)流風(fēng)方向建立工況。在這兩類模型的基礎(chǔ)上，建立三維建筑群模型?；谟?jì)算流體力學(xué)理論（CFD），本文采用數(shù)值模擬方法模擬了上述各個(gè)工況在自然通風(fēng)條件下的風(fēng)場(chǎng)及濃度場(chǎng)，并進(jìn)行分析。
　　本文結(jié)合建筑

2、幾何結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)及城市空氣動(dòng)力學(xué)，在數(shù)值建模時(shí)引入迎風(fēng)面積指數(shù)（λf）及整體拖曳力系數(shù)（Cd）等大氣動(dòng)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(biāo)，以描述城市環(huán)境由于風(fēng)場(chǎng)作用引起的污染物擴(kuò)散特征，最終并結(jié)合描述污染物濃度，建立氣體污染物擴(kuò)散綜合量化指標(biāo)體系。
　　對(duì)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(fēng)面積指數(shù)對(duì)由平均風(fēng)引起的空氣交換率及污染

3、物交換率有顯著影響，迎風(fēng)面積指數(shù)越大，兩者的值越低；整體拖曳力系數(shù)對(duì)由脈動(dòng)風(fēng)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(duì)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(fēng)面積指數(shù)對(duì)由平均風(fēng)引起的空氣交換率有顯著影響，迎風(fēng)面積指數(shù)越大，空氣交換率越低；整體拖曳力系數(shù)對(duì)由脈動(dòng)風(fēng)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(guò)對(duì)三維建筑群模型進(jìn)行研究，結(jié)果表明：污染物濃度、空氣交換率及通過(guò)垂直方向邊界的污染物交換率隨著迎風(fēng)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(fēng)引起的水平方向邊界上的污染物交換率隨迎風(fēng)面積指數(shù)及整體拖曳力系數(shù)的增加呈線性減??；迎風(fēng)面積指數(shù)對(duì)由平均風(fēng)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(duì)由脈動(dòng)風(fēng)引起的空氣交換率、總的空氣交換率及相對(duì)濃度平均值均有顯著影響。此外，針對(duì)上述每一種