怠速時汽車污染物在排氣尾流中擴散特性的數(shù)值分析

采用計算流體動力學cfd的方法,以哈爾濱市某新建住宅小區(qū)為研究對象,對該小區(qū)南區(qū)多種工況下室外氣流流動和污染物濃度擴散情況進行了三維數(shù)值模擬分析。模擬結果表明:在建筑群周圍產生湍流和低速區(qū)的地方,會出現(xiàn)污染物濃度累積情況。小區(qū)內污染物濃度的變化特征是隨著離污染源的距離增大逐漸減少,其垂直分布仍符合地面源排放的擴散分布形式;不同風速條件下隨風速增大,則污染物散布愈廣,相應局部濃度降低。對采樣試驗結果與相應數(shù)值模擬結果進行了對比,兩者在趨勢上比較一致,通過誤差分析,得到采樣試驗與數(shù)值模擬結果的平均偏差僅為0.013mg/m3,平均比例誤差僅為0.406,證實了模型的有效性。

根據(jù)大氣擴散方程建立公路隧道峒口污染物擴散的物理數(shù)學模型,并對某城市隧道峒口在冬、夏兩季主導風向情況下co擴散情況、濃度分布進行了數(shù)值模擬。數(shù)值計算結果表明,在距地面1.5m的標高上co集中隧道引道坡附近,對人行道附近人員影響較小;在橫向風向下,局部地區(qū)co濃度超標。

針對某海底隧道豎井排出污染物對人工島上環(huán)境影響,以co為主要污染物源,運用計算流體力學軟件cfdesign建立豎井co排放及擴散的三維數(shù)值模型,對排風豎井周圍co濃度分布進行數(shù)值模擬,結合人工島上對co濃度及影響范圍的控制標準,分析排風塔高度、排風風量、環(huán)境自然風風速對排風塔所排污染物的濃度分布的影響.計算結果表明:風塔高度越高,人工島上限制高度范圍內的co濃度越小,當風塔高度在35m以上時,人工島地面以上15m范圍內空氣質量達標,并不再隨風塔高度而變化;排風風量越小,污染物沿排風方向的影響范圍越小.

http://www.***.*** 街谷流場及其中污染物擴散數(shù)值模擬研究綜述 郭輝，吳建軍 河海大學環(huán)境學院（210098） e-mail：persevere_gh@126.com 摘要：本文綜述了街谷流場及其中污染物運移的主要研究方法，具體描述了數(shù)值模擬研究 方法的研究現(xiàn)狀和進展，總結了街谷內流場和污染物的擴散運移特征。 關鍵詞：街谷，流場，污染物擴散，數(shù)值模擬 1.引言 隨著城市的規(guī)模不斷的擴大，而土地資源總量是不變的，因此，城市街道兩旁高樓聳立。 “街道峽谷”指兩旁有連續(xù)排成一線的建筑物的街道[1]。近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境的 污染也更加嚴重。城市街區(qū)中空氣污染程度不斷加深，空氣中充滿汽車尾氣、工廠排出的廢 氣和其他等有害氣體，直接影響到城市居民的生活質量的污染成份。研究表明 [3-6] ，當高大 建筑物分布于狹長街道兩旁時,污染物容易被困其中

為分析突發(fā)狀況下典型強潮河口污染物的擴散輸移機理,提出恰當?shù)膽獙Υ胧┮员M量減小污染物對水質的影響,基于正交曲線坐標系中不可壓縮、boussinnesq本構關系假定下的navier-stokes方程,對錢塘江河口發(fā)生突發(fā)性污染事件時污染物的擴散輸移進行了數(shù)值模擬,并通過改變上游邊界條件獲得了不同徑流量下的污染物擴散狀況.計算表明:一旦錢塘江河口受污后污染物既在徑流作用下向下游輸移擴散,也在漲潮流控制下向上遷移影響上游水質,受污各點的污染物濃度大小變化在每個潮周期內與相應的水位漲落變化相反.加大錢塘江河口的上游流量能夠加快污染物的遷移擴散,有利于減小污染物對上下游水質的影響,從而達到盡快消除污染實現(xiàn)水質安全的目的.

采用通過實測分析得到的機動車綜合排放因子表達式,實現(xiàn)了交通流性態(tài)參數(shù)與cfd仿真系統(tǒng)的聯(lián)接,在此基礎上模擬了不同車流量和平均車速組合下城市斜頂建筑物街道峽谷內機動車排放污染物(一氧化碳)的擴散分布。結果表明:(1)在自由來流風速一定時,峽谷內的一氧化碳濃度隨平均車速的提高而降低(保持車流量不變),隨車流量的增加而升高(保持平均車速不變);(2)聯(lián)接交通流性態(tài)參數(shù)與cfd仿真系統(tǒng)而開展數(shù)值模擬,可為基于環(huán)境容量和道路交通容量雙約束條件下的交通配流過程提供不同交通流分配方案下的大氣環(huán)境質量評價信息。

利用cad軟件建立三維物理模型,采用fluent軟件rngk-ε模型,分析了so2污染物排放擴散的分布規(guī)律.結果表明：風速是影響大氣污染物濃度分布的最主要因素,污染物的濃度隨著風速的增大而減小,這對了解工業(yè)城市氣體污染物傳輸擴散過程有一定指導意義.

利用cad軟件建立三維物理模型,采用fluent軟件rngk-ε模型,分析了so2污染物排放擴散的分布規(guī)律.結果表明：風速是影響大氣污染物濃度分布的最主要因素,污染物的濃度隨著風速的增大而減小,這對了解工業(yè)城市氣體污染物傳輸擴散過程有一定指導意義.

本文運用已建精細城市pbl模式,用拖曳力法考慮城市建筑物的影響,并以北京前三門地段板房為例,通過8個數(shù)值試驗具體研究了建筑物對氣象場的影響。結果表明:前三門地段板房的有無對風速、湍能和nox濃度的影響較明顯。有板房比沒有板房時30m處水平總風速減少0.03～0.10m/s,湍能增大0.02～0.14m2/s2。板房對水平總風速的影響大于0.01m/s的范圍為:迎風向和背風向約400～500m,側風向約100～200m;垂直方向的影響高度約為150m,在30m高度附近影響最大。對湍流動能的影響范圍與風速的類似。對nox濃度的影響以地面為最大,其影響程度及影響范圍和板房與污染源的相對位置以及板房與周圍建筑物的距離有關。總之,在高分辨的邊界層模式中,用拖曳力法考慮城市建筑物的影響是可行和必要的。

本文提出一種淺海三維污染物擴散數(shù)值模擬的方法.首先建立σ坐標系下的navierstoker方程及物質擴散方程.基于過程分裂法將前者分解為外模式(二維方程組)及內模式(三維方程組);并且引入窄縫法對變邊界進行模擬,由此建立三維σ坐標潮流模型;并找到σ坐標系下三維污染物擴散方程的差分方法,最后建立三維σ坐標污染物擴散模型.本模式已被應用于廈門海域,并對其2002年海水水質(codcr值增量)進行了預測.應用結果表明,這種三維可變邊界污染物擴散數(shù)值模型能夠較好地對具有較大面積淺海灘涂的海區(qū)進行水質模擬和預測.

本文提出一種淺海三維污染物擴散數(shù)值模擬的方法.首先建立σ坐標系下的navier-stoker方程及物質擴散方程.基于過程分裂法將前者分解為外模式(二維方程組)及內模式(三維方程組);并且引入窄縫法對變邊界進行模擬,由此建立三維σ坐標潮流模型;并找到σ坐標系下三維污染物擴散方程的差分方法,最后建立三維σ坐標污染物擴散模型.本模式已被應用于廈門海域,并對其2002年海水水質(codcr值增量)進行了預測.應用結果表明,這種三維可變邊界污染物擴散數(shù)值模型能夠較好地對具有較大面積淺海灘涂的海區(qū)進行水質模擬和預測.

目前的檢測手段很難從整體上了解列車車廂內污染物分布情況。本文以空調列車硬座車廂為研究對象,采用κ-ε湍流模型和組分輸運模型,對車廂內污染物co2的擴散情況進行模擬研究,結果表明:在現(xiàn)有的條縫通風模式下,車廂內在地板上方110cm到170cm的高度范圍內,co2質量分數(shù)基本上都超標,除了座椅間通道,整體上處于客車空調設計規(guī)范tb1951-87的上限1.7倍左右;靠近座椅間通道的兩列乘客區(qū)受送風氣流旋渦的影響,在110cm的高度上,co2濃度沿車廂長度方向呈脈動狀分布;在靠近車窗的乘客區(qū),由于上升氣流的帶動,乘客頭部高度上的co2濃度低于車廂中上部的濃度;在同一高度上,車廂中部co2濃度高于端部的濃度;雙人座位乘客區(qū)的co2濃度低于同排相同高度上三人座位乘客區(qū)的濃度。研究結果可為空調列車硬座車廂內污染物的檢測測點設置和氣流組織改善提供參考。

汕頭港灣附近水域的潮流特征,由于攔沙堤的建成及港池附近河道變窄而發(fā)生了一結變化。本文在取得現(xiàn)場實測資料的基礎上,采用沿深度平均的二維淺水潮波方程,對該水體的潮流場進行了數(shù)值模擬計算,重現(xiàn)出潮流場在一個潮周期中的變化過程,分析潮流對污染擴散的作用。

本文在對汕頭港灣附近水域的潮流特征進行數(shù)值模擬并獲得了潮流和余流場分布信息的基礎上,通過特定排放源的數(shù)值模擬,研究了該水域污染擴散條件及輸運規(guī)律。

汕頭港灣附近水域的潮流特征,由于攔沙堤的建成及港池附近河道變窄而發(fā)生了一結變化。本文在取得現(xiàn)場實測資料的基礎上,采用沿深度平均的二維淺水潮波方程,對該水體的潮流場進行了數(shù)值模擬計算,重現(xiàn)出潮流場在一個潮周期中的變化過程,分析潮流對污染擴散的作用。

本文在對汕頭港灣附近水域的潮流特征進行數(shù)值模擬并獲得了潮流和余流場分布信息的基礎上,通過特定排放源的數(shù)值模擬,研究了該水域污染擴散條件及輸運規(guī)律。

地下車庫排風量的計算和污染物擴散過程模擬——時5種常用地下車庫通風換氣量計算公式的比較表明因公式中系數(shù)取值的差異而導致不同公式計算結果相差懸殊。對密閉大空間汽車怠速行駛條件下排氣尾流中污染物擴散過程進行了數(shù)值模擬，分析了co的濃度分布廈擴散特性...

利用一個大渦模式對一個方形建筑物周圍的氣流場進行了模擬,并與相應的風洞實驗結果進行比較,對比結果表明大渦模擬方法可以精細地反映建筑物周圍的流場特征。在此基礎上,將拉格朗日隨機游動擴散模式與大渦模式相結合,對在受建筑物影響的氣流場中的大氣污染物擴散進行模擬,模擬結果表明該方法可以很好地模擬出在建筑物影響下的氣流變形所引起的各種污染物散布情況。建筑物周圍的氣流結構特性使得建筑物頂部污染源位置的細小變化可能造成建筑物周圍污染物分布形勢的很大不同,特別是對建筑物背風側的空腔區(qū)內地面污染物濃度有著很大的影響。當排放源高度從z/h=1.05(h為建筑物高度)變化到z/h=1.25后,建筑物背風側空腔區(qū)的地面濃度迅速下降,污染物地面濃度的高值區(qū)出現(xiàn)在空腔區(qū)后側的地面;當排放源高度由z/h=1.25變化至z/h=1.28后,污染物基本被輸送出模擬區(qū)域,建筑物后側區(qū)域地面污染物濃度為零;當污染源出現(xiàn)在建筑物背風側的空腔區(qū)近地面時,污染物會在局地滯留,形成地面污染物濃度的高值。

排氣三通管道分散流流動特性的數(shù)值模擬及分析(精)

運用l-y雷諾應力模型及對水面和固壁邊界條件進行有效的處理,結合混合有限分析法數(shù)值模擬了復式斷面明渠二次流流動及污染物的運移,探討了沿自由水面橫向和垂向的濃度及雷諾傳質分布規(guī)律,分析了二次流對濃度擴散和紊動傳輸?shù)挠绊?

選用不同的差分格式(upwind,hybrid,hquick)對城市街道峽谷內部汽車污染物排放濃度進行了預測,并于風洞實驗結果對比。研究表明,三種格式的計算結果和實驗結果總體趨勢一致,即背風面建筑物附近濃度遠高于迎風面建筑物附近的濃度,地面附近濃度高于峽谷上方的濃度。相比之下,hquick格式的預測性能最佳,應為首選。

本文在分析室內空氣質量的基礎上,探討了影響新裝修居室室內空氣污染物擴散的主要因素,并就室內空氣污染物釋放源及釋放擴散模式、擴散的控制方程組和污染點源連續(xù)排放模式進行了深入的分析。