城市街道峽谷內(nèi)機(jī)動(dòng)車污染物擴(kuò)散的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)及機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車尾氣排放的污染物已成為城市大氣污染的主要來源之一。當(dāng)前城市高樓林立，形成了很多峽谷型街道，致使機(jī)動(dòng)車排放出的大量有害氣體在街道峽谷中積聚，不容易擴(kuò)散出去，嚴(yán)重危害著直接暴露在大氣中的出行者。本文結(jié)合環(huán)境科學(xué)、交通工程和流體力學(xué)等學(xué)科知識(shí)，使用數(shù)值模擬的方法研究了城市街道峽谷內(nèi)機(jī)動(dòng)車排放污染物的擴(kuò)散和分布情況，這對(duì)科學(xué)指導(dǎo)未來城市道路的規(guī)劃和建設(shè)，改善城市居民的生活質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)城市與

2、交通的可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。本文的主要工作及得到的一些具體結(jié)論如下:
　　 使用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型和組分輸運(yùn)方程相結(jié)合的數(shù)值模擬方法，研究了典型街道峽谷內(nèi)機(jī)動(dòng)車排放污染物對(duì)路側(cè)步行及非機(jī)動(dòng)車出行者的影響情況。研究發(fā)現(xiàn)在街道峽谷中，背風(fēng)側(cè)的污染物濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于迎風(fēng)側(cè)的污染物濃度，因此，在背風(fēng)側(cè)的步行及非機(jī)動(dòng)車出行者所受機(jī)動(dòng)車排放尾氣的影響較為嚴(yán)重。在迎風(fēng)側(cè)，非機(jī)動(dòng)車道上與人行道上的污染物濃度幾乎相同。背風(fēng)側(cè)，近地面處非機(jī)動(dòng)車道上

3、的污染物濃度要高于人行道上的污染物濃度;隨著高度的增加，街道峽谷內(nèi)空氣流場(chǎng)的作用凸顯出來，順時(shí)針的旋渦把污染物帶到背風(fēng)側(cè)，致使人行道處的污染物濃度反而高于非機(jī)動(dòng)車道上的污染物濃度。
　　 討論了不同位置公交專用道設(shè)置對(duì)路側(cè)出行者的影響。結(jié)果顯示當(dāng)公交車的車輛密度較低，公交車道上的尾氣排放強(qiáng)度低于機(jī)動(dòng)車道上的尾氣排放強(qiáng)度時(shí)，設(shè)置外側(cè)公交專用道對(duì)出行者的污染影響較小;當(dāng)公交車的車輛密度較高，公交車道上的尾氣排放強(qiáng)度高于機(jī)動(dòng)車道上的尾

4、氣排放強(qiáng)度時(shí)，設(shè)置內(nèi)側(cè)公交專用道對(duì)出行者的污染影響較小。
　　 采用層變網(wǎng)格法和滑移交界面相結(jié)合的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)動(dòng)車在三維典型孤立街道峽谷中的行駛，并探討了由于機(jī)動(dòng)車的停放及行駛對(duì)原有空氣流場(chǎng)及污染物濃度場(chǎng)的干擾。研究發(fā)現(xiàn)路邊停車會(huì)對(duì)街道峽谷內(nèi)靠近地面處的氣流造成阻礙，致使該處的污染物濃度比沒有機(jī)動(dòng)車停放時(shí)有所增加。結(jié)合實(shí)際交通現(xiàn)狀可以得出，街道峽谷內(nèi)的路邊停車將使路側(cè)的出行者暴露在更高濃度的污染物中，對(duì)人體健康造成更嚴(yán)重