城市大氣風(fēng)場及污染物擴(kuò)散的模擬研究.pdf

1、城市的空氣質(zhì)量與人的生活密切相關(guān)，民用、工業(yè)過程排放的污染物是造成城市大氣污染的主要因素。城市下墊面的基本特征是干、熱、粗，其復(fù)雜性導(dǎo)致城市的風(fēng)環(huán)境及污染物擴(kuò)散變得非常復(fù)雜。探討復(fù)雜下墊面情況下的大氣流動及污染物擴(kuò)散的機(jī)理和規(guī)律，對改善人們的生活環(huán)境有重要意義。 課題以大氣運(yùn)動理論、污染物擴(kuò)散理論和數(shù)值計算理論為基礎(chǔ)，對大氣的風(fēng)場、溫度場以及大氣污染物的濃度場進(jìn)行了數(shù)值計算。建立了適用于非均勻下墊面條件下的大氣動力模型和污染物

2、擴(kuò)散模型：選用k-ε雙方程模型閉合方程組；對于下墊面溫度不均勻的大氣流動，采用Boussinisq近似將方程組近似、化簡；污染物擴(kuò)散模型采用對流擴(kuò)散方程。將大氣動力方程、能量方程、和擴(kuò)散方程相互耦合，開發(fā)出能夠計算出復(fù)雜下墊面條件下的風(fēng)場以及相應(yīng)的污染物擴(kuò)散的程序。計算工具采用FORTRAN語言，采用TECPLOT軟件為圖形處理工具。 通過對模擬結(jié)果的分析和比較，獲得復(fù)雜下墊面條件下風(fēng)環(huán)境及污染物擴(kuò)散的一些定量和定性的認(rèn)識：靜

3、風(fēng)情況下，污染物的擴(kuò)散呈蘑菇狀；隨著風(fēng)速的增加污染物的擴(kuò)散區(qū)域變窄。建筑物能夠改變梯度風(fēng)的分布，建筑物的下風(fēng)向和建筑物的迎風(fēng)側(cè)下部都有渦旋產(chǎn)生，在建筑物頂面前緣尖角處氣流的抬升速度達(dá)到最大值。有城市熱島效應(yīng)條件下，氣流越城的流形為波狀，附加的水平氣壓梯度力導(dǎo)致城市上風(fēng)向出現(xiàn)隨著高度的增加風(fēng)速降低的垂直分布現(xiàn)象，隨著風(fēng)速的增加，熱島環(huán)流逐漸消失。本文的研究可以對認(rèn)識建筑物周圍的風(fēng)環(huán)境、污染物擴(kuò)散過程、污染物的控制以及突發(fā)事故的應(yīng)急提供一定