基于多孔介質方法的城市街區(qū)汽車污染物對流擴散數值模擬研究.pdf

1、近年來，我國城市機動車的保有量每年都有較明顯的上升，在給我國經濟帶來繁榮發(fā)展的同時，也對城市的大氣環(huán)境產生了嚴重的污染，調查顯示，汽車排放的污染物已經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連續(xù)的高大建筑群會形成街道峽谷，由于高大建筑群的遮擋，街道峽谷內就會形成相對獨立于整個城市大氣邊界層的微氣候，會有著不同于整個大氣層的傳輸擴散。因此對城市街區(qū)峽谷內污染物的對流擴散研究顯得尤為迫切。
　　 針對本文的研

2、究對象為城市街區(qū)峽谷，詳細介紹了街區(qū)峽谷的特征，包括幾何特征、流場特征和污染物的對流擴散特征，并系統(tǒng)的分析了污染物對流擴散的基本理論，對街區(qū)峽谷內污染物對流擴散的模式進行了介紹。由于城市內機動車污染物在街道內的對流擴散過程是一個很復雜的過程，受影響的因素很多，主要包括：氣象因素、當地的地理因素和污染源的強度等。
　　 本文采用數值模擬和現場實驗觀測相結合的方法，在進行數值模擬計算時，根據街區(qū)峽谷的道路和建筑物的分布情況，建立適當

3、尺寸的物理模型，由于城市街道兩側的建筑物和綠化植物較多，計算的工作量大，本文將對道路兩側的建筑群和綠化帶進行參數化，將建筑群和綠化帶處理成具有動量匯的多孔介質，并在此基礎上利用Gambit軟件進行網格劃分，結合城市內大氣邊界層的風速對數輪廓線，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，通過Fluent軟件的反復迭代計算得到城市街區(qū)峽谷內污染物對流擴散的流場和濃度的分布規(guī)律。
　　 從數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當風向相同時，風速越大污染物對流擴散越強烈；②當風速相同時，0度來風污染物影響范圍較小，但不利于污染物的局部擴散，容易在下風向積聚，造成局部污染嚴重；傾斜來風時，污染物局部擴散明顯加強，但對周圍的影響范圍明顯擴大，這時不易造成局部濃度超標。
　　 為了驗證本文數值模擬結果的正確性，本文選擇了在相同的街道上進行現場試驗觀測，通過在街道迎風面和背風面上各設立不同高度的四個觀測點進行觀測，在五個觀測日內對