CFD軟件與地理信息系統(tǒng)(GIS)耦合技術(shù)在城市交通污染物擴(kuò)散中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國城市化速度的加快，城市機(jī)動(dòng)車保有量也在快速增長，機(jī)動(dòng)車尾氣排放已經(jīng)成為重要的污染源，嚴(yán)重影響了戶外活動(dòng)人群甚至室內(nèi)人群的身體健康。因此，必須對(duì)交通污染物擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行深入研究，以便為城市交通污染的評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支持，為建筑合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
　　基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的數(shù)值模擬計(jì)算方法以其低成本、短周期、應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)被廣大學(xué)者所接受，成為交通污染物研究的重要工具。CFD軟件數(shù)值模擬計(jì)算功能強(qiáng)大，但建立復(fù)雜模型尤其

2、是復(fù)雜的建筑群模型的工作量巨大，難度高。最近幾年，學(xué)者紛紛轉(zhuǎn)入多學(xué)科交叉的研究，地理信息系統(tǒng)(GIS)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、管理、分析以及動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)的能力，成為重要的研究方向之一。充分結(jié)合CFD軟件和GIS軟件用于城市交通污染物擴(kuò)散的研究將是一種全新的探索。
　　針對(duì)各種研究方法的局限性，本文提出一種耦合CFD軟件與GIS用于交通污染物擴(kuò)散研究的新方法，實(shí)現(xiàn)了交通污染物擴(kuò)散在GIS中的可視化。本文以重慶市某小區(qū)為研究對(duì)象，使用三維建模

3、軟件SketchUp貫穿研究過程，使用SketchUp軟件獲取精確的小區(qū)建筑群平面圖，輔助建立小區(qū)建筑群粗糙模型和精細(xì)模型，然后將粗糙模型導(dǎo)入CFD軟件進(jìn)行小區(qū)風(fēng)速場(chǎng)和污染物濃度場(chǎng)數(shù)值模擬研究，將精細(xì)模型導(dǎo)入GIS軟件，最后將CFD軟件模擬得到的結(jié)果數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)入含有精細(xì)建筑模型的GIS軟件，在GIS軟件中生動(dòng)的展現(xiàn)了交通污染物在真實(shí)建筑群中擴(kuò)散的結(jié)果。
　　結(jié)果表明，使用SketchUp軟件輔助建立復(fù)雜三維建筑群模型過程簡單、效

4、率高、與真實(shí)建筑尺寸吻合度高，其模型與網(wǎng)格劃分軟件ICEM CFD配合很好，大大降低了數(shù)值模擬研究中建模及劃分網(wǎng)格過程中的難度。CFD軟件模擬結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件過程較為復(fù)雜，需解決數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)格式和三維坐標(biāo)系統(tǒng)一的問題，是本文的難點(diǎn)。處理后數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件中，效果逼真，真實(shí)的展現(xiàn)了交通污染物在小區(qū)里的擴(kuò)散結(jié)果，對(duì)于未來科學(xué)的進(jìn)行城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值，為最終改善城市住宅區(qū)生活環(huán)境和提高城市居民生活質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支持和