街区峡谷论文：基于多孔介质方法的城市街区汽车污染物对流扩散数值模拟研究.docVIP

街区峡谷论文：基于多孔介质方法的城市街区汽车污染物对流扩散数值模拟研究 【中文摘要】近年来,我国城市机动车的保有量每年都有较明显的上升,在给我国经济带来繁荣发展的同时,也对城市的大气环境产生了严重的污染,调查显示,汽车排放的污染物已经成为部分大城市空气污染的主要来源。城市交通道路与之分隔而成的两侧连续的高大建筑群会形成街道峡谷,由于高大建筑群的遮挡,街道峡谷内就会形成相对独立于整个城市大气边界层的微气候,会有着不同于整个大气层的传输扩散。因此对城市街区峡谷内污染物的对流扩散研究显得尤为迫切。针对本文的研究对象为城市街区峡谷,详细介绍了街区峡谷的特征,包括几何特征、流场特征和污染物的对流扩散特征,并系统的分析了污染物对流扩散的基本理论,对街区峡谷内污染物对流扩散的模式进行了介绍。由于城市内机动车污染物在街道内的对流扩散过程是一个很复杂的过程,受影响的因素很多,主要包括：气象因素、当地的地理因素和污染源的强度等。本文采用数值模拟和现场实验观测相结合的方法,在进行数值模拟计算时,根据街区峡谷的道路和建筑物的分布情况,建立适当尺寸的物理模型,由于城市街道两侧的建筑物和绿化植物较多,计算的工作量大,本文将对道路两侧的建筑群和绿化带进行参数化,将建筑群和绿化带处理成具有动量汇的多孔介质,并在此基础上利用Gambit软件进行网格划分,结合城市内大气边界层的风速对数轮廓线,定义合适的初始条件和边界条件,并给出能够满足收敛要求的迭代系数,通过Fluent软件的反复迭代计算得到城市街区峡谷内污染物对流扩散的流场和浓度的分布规律。从数值模拟得到的污染物流场和浓度场的分布规律可以看出：①当风向相同时,风速越大污染物对流扩散越强烈；②当风速相同时,0度来风污染物影响范围较小,但不利于污染物的局部扩散,容易在下风向积聚,造成局部污染严重；倾斜来风时,污染物局部扩散明显加强,但对周围的影响范围明显扩大,这时不易造成局部浓度超标。为了验证本文数值模拟结果的正确性,本文选择了在相同的街道上进行现场试验观测,通过在街道迎风面和背风面上各设立不同高度的四个观测点进行观测,在五个观测日内对各个观测点上的CO浓度进行测量,得到CO浓度的变化规律,并将现场试验测得的数据与数值计算的结果进行对比,发现两者结果基本一致,这就证明了本文建立的数学模型和进行的数值计算的正确性。本文的研究内容可为城市街道规划建设、建筑高度和密度控制、机动车尾气的排放控制和交通流量控制提供科学依据。 【英文摘要】In recent years,the number of the vehicle of the big cities in China is increasing with the high speed.It brings prosperity to the country economy,but it also contributes much to the air pollution in some of the big cities, According to the results of much reseach, vehiclar exhaust is the main source of air pollution in some big cities. Street canyon means the street and the continuous buildings around the street in the city,the character of the urban street canyon has influence on the pollution dispersion in the street. So the city blocks in the valley of pollutants is particularly urgent research.The research object of this paper is street canyon in the city, introduces the characteristics of the street canyon in the city detailed, including:geometric features,flow field characteristics and convection diffusion characteristics of the pollutant, and analysis the basic theory of the spread of pollutants convection, introduces the convection model