基于多孔介質(zhì)方法的城市街區(qū)汽車污染物對流擴散數(shù)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(jīng)濟帶來繁榮發(fā)展的同時，也對城市的大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的污染，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)的高大建筑群會形成街道峽谷，由于高大建筑群的遮擋，街道峽谷內(nèi)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(nèi)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(nèi)污染物對流擴散的模式進行了介紹。由于城市內(nèi)機動車污染物在街道內(nèi)的對流擴散過程是一個很復(fù)雜的過程，受影響的因素很多，主要包括：氣象因素、當?shù)氐牡乩硪蛩睾臀廴驹吹膹姸鹊取?br>　　 本文采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場實驗觀測相結(jié)合的方法，在進行數(shù)值模擬計算時，根據(jù)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(cè)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(cè)的建筑群和綠化帶進行參數(shù)化，將建筑群和綠化帶處理成具有動量匯的多孔介質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上利用Gambit軟件進行網(wǎng)格劃分，結(jié)合城市內(nèi)大氣邊界層的風速對數(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)迭代計算得到城市街區(qū)峽谷內(nèi)污染物對流擴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(shù)值模擬結(jié)果的正確性，本文選擇了在相同的街道上進行現(xiàn)場試驗觀測，通過在街道迎風面和背風面上各設(shè)立不同高度的四個觀測點進行觀測，在五個觀測日內(nèi)對