耦合CFD軟件與地理信息系(GIS)在城市大氣污染中的模擬研究.pdf

1、隨著城市的規(guī)模不斷的壯大，人口數(shù)量不斷的增加，城市大氣污染已經(jīng)成為城市最為嚴(yán)重的污染之一，也是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。FLUENT的計(jì)算功能強(qiáng)大，能夠準(zhǔn)確的、快速模擬各種條件下的污染物的擴(kuò)散情況，顯示出污染物的擴(kuò)散軌跡，成為了污染物模擬研究中最常用的軟件，但是FLUENT的建模功能力不強(qiáng)，對(duì)模擬結(jié)果的分析，特別是三維分析功能不夠強(qiáng)大。而GIS是一種具有集中、存儲(chǔ)、操作和顯示地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠快速的建立復(fù)雜的城市模型，有強(qiáng)大的空間分析能

2、力，例如污染物擴(kuò)散范圍的顯示、影響的區(qū)域分析、影響人口的分析、應(yīng)急設(shè)施的分布等。但GIS的計(jì)算能力不強(qiáng)，特別是對(duì)復(fù)雜的物理模型需要靠外部插件進(jìn)行運(yùn)算。
　　為了將兩種軟件的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行結(jié)合，本文提出了一種通過(guò)ARCGIS來(lái)建立復(fù)雜的三維城市群模型的方法，并能在FLUENT進(jìn)行模擬;并選擇一種中間數(shù)據(jù)格式，以松散集成的方式集成FLUENT與GIS兩個(gè)軟件。使得ARCGIS可以使用地理信息數(shù)據(jù)為FLUENT建模，而FLUENT的模擬數(shù)據(jù)能

3、夠在ARCGIS中讀取并顯示，達(dá)到能夠快速的模擬、分析城市污染氣體的擴(kuò)散規(guī)律。
　　結(jié)果表明，當(dāng)擁有GIS的地形數(shù)據(jù)時(shí)，運(yùn)用ARCGIS生成三維模型，導(dǎo)入FLUENT進(jìn)行模擬計(jì)算，以這種方式來(lái)建立模型將會(huì)節(jié)省大量的建模時(shí)間，對(duì)于建立復(fù)雜的建筑群模型有著巨大的優(yōu)勢(shì)。只需要運(yùn)用GIS地形數(shù)據(jù)，不需要編寫(xiě)程序，不考慮GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和形式，只要數(shù)據(jù)能夠在ARCGIS中生成三維模型都可以用來(lái)建立模型。
　　在文通過(guò)運(yùn)用中間數(shù)據(jù)使FLU

4、ENT的模擬數(shù)據(jù)能導(dǎo)入ARCGIS中并實(shí)現(xiàn)三維顯示。在這個(gè)過(guò)程中，首先將FLUENT的模擬數(shù)據(jù)導(dǎo)出為節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成ARCGIS可讀取的中間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在ARCGIS中三維顯示出污染物的整體擴(kuò)散軌跡，并且用顏色來(lái)表達(dá)濃度值的大小;在ARCGIS顯示的二維濃度云圖與FLUENT的后續(xù)處理軟件TECPLOT的顯示結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明FLUENT數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)換能夠很好的在ARCGIS中進(jìn)行顯示，并且能夠運(yùn)用ARCGIS的分析功能對(duì)污染物在整個(gè)城