城市街道内污染物扩散的数值模拟

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城市街谷风热环境及污染物分布的数值模拟研究

城市街谷风热环境及污染物分布的数值模拟研究城市街谷风热环境及污染物分布的数值模拟研究1.引言随着城市化的进程加速，人们对城市环境质量的需求也越来越高。

城市街谷是城市中狭窄的街道和矮高建筑之间的空间，其微气象环境和污染物分布对城市居民的健康和舒适感至关重要。

然而，由于城市街谷内部的复杂形状和交通情况，影响其风热环境和污染物分布的因素非常复杂，需要进行深入的研究。

本文通过数值模拟的方法，对城市街谷中风热环境和污染物分布进行研究，以提供科学依据和理论支持。

2.数值模拟方法数值模拟是通过计算机建立数学模型，利用数值方法对模型进行求解并得到结果的一种研究方法。

在本研究中，我们基于Navier-Stokes方程和能量方程，采用计算流体力学（CFD）的数值模拟方法，模拟城市街谷中的风场和温度场，并利用扩散方程模拟污染物的传输和分布。

3.城市街谷风热环境模拟通过数值模拟，我们可以得到城市街谷中的风速和温度分布。

在模拟过程中，考虑到城市建筑的阻挡作用和街道的形状对风场和温度场的影响。

模拟结果显示，城市街谷中的风速和温度分布具有明显的空间变化，狭窄的街道和高建筑的阻挡作用导致风速减小和温度升高。

此外，交通流量、排放物和气象条件等也对风热环境产生显著影响。

4.污染物传输和分布模拟除了风热环境外，城市街谷中的污染物分布也是研究的重点。

通过模拟污染物的传输和分布，我们可以了解城市街谷中污染物的来源、传播路径和浓度分布，为减少污染物排放和改善空气质量提供科学依据和技术方案。

模拟结果表明，污染物的分布受到街谷形状、风场、建筑物和交通流量等因素的影响，不同风速和风向下的污染物浓度差异明显。

5.风热环境和污染物分布关系研究在数值模拟的基础上，我们进一步研究了城市街谷中的风热环境和污染物分布之间的关系。

结果显示，空气流动和热扩散对污染物的传输和分布起着重要作用。

狭窄的街道和高建筑限制了风的流动，导致污染物在街谷中滞留时间增加，进一步加剧了污染物的扩散。

室内污染物扩散的数值模拟基本原理

常见的物理模型
式中R为散发率，hD为对流传质系数，Mo、M为初始散发量和剩余散发量，Cv 为初始蒸汽压；ρ为空气密度，Ca为污染物a的浓度，uj为速度分量，Sc是无量纲的传质Schmidt数；ρCa为该污染物的质量浓度，Da为该污染物的扩散系数，Sa 为以整个室内作为一个系统时该系统内污染物a的生产率
直接把微分方程问题转化为代数方程问题的近似数值求解，对不规则区域适应性很差且物理意义不明显
有限元法（finite element method，FEM）
可以对不规则形状的计算区域进行离散，但是计算时间长
有限体积法（finite volume method，FVM）
对任何一组控制体积都满足因变量积分守恒，计算速度快、效率高，广泛应用于CFD等模拟计算软件
2.室内气流的控制方程
2.3通用方程
比较流体流动与传热基本方程中的各个控制方程可以看出，尽管方程中的变量（温度、速度或浓度）不尽相同，但它们都反应在单位时间内、单位体积下所引起相应的物理量的变化。为了运用同一程序对不同控制方程组进行求解，建立了质量守恒方程组、动量守恒方程组、能量守恒以及组分质量守恒方程组的通用微分方程形式：
3.控制方程的离散方法
3.2有限体积法
计算区域的离散方法
外节点法：先指定计算域的节点位置，然后再确定控制体的分界面
内节点法：先确定子区域控制体的分界面位置，然后根据控制体积的中心点来指定节点的位置
内节点法的优势：一是在非均匀网格时内节点法的节点始终位于单元格的中心位置，能很好的代表控制体的参数水平；二是在控制体积的积分运算中，假设整个控制体里的参数分布均匀，而在边界处求解参数不连续，内节点法可以避免因用边界节点代表控制体导致的偏差

典型城市街道内汽车排放污染物扩散规律的模拟研究

０．９，ｌ：１．４，２＝１．２，ｋ＝１．ｄ：１．０４９Ｇ０，ｒ３，
ｖ是湍流动力粘性系数，ｅ是湍流耗散项。假定街道内机动车排放污染物的存在不影响流
场，流体与污染物之间不发生化学反应和质量交换，
物对称性、街道两侧建筑物高度分布及街道两侧的建筑物形状等因素的影响；道峡谷宽高比接近Ｉ、升型峡街时递谷以及宽阔街道有利于污染物的扩散。关键词：街道峡谷；数值模拟；场；染物浓度分布流污
＋笺：（轰＋毛）Ｉ
＋
｝。３／ｃ）（（！’Ｅ４Ｕａ：ｊＵｅ）ｃｉｌｇ
的合理规划和建设，轻城市空气污染，善居民生减改
活环境质量具有十分重要的意义。研究街道峡谷内
其：ｊ８（中一：ｋ差＋ｕｉｕ
３ｌ５
维模型来处理街道峡谷内污染物的对流扩散问题。
— —
假设机动车污染物为位于街道中心的线源，污染源的强度Ｑ：车流量 ×排放因子／．（ｇｍ．）来流风３６ｍ／ｓ；速按风廓线分布，ｕ＝ｕｅｚ１０。Ｕｅ１０处即（／５），为５ｍｒｆｒｆ的风速，ａ为风廓线指数，ａ＝０．，３：为距地面的高度，风向垂直于街道峡谷。在计算域的出口边界，且沿流线方向各流动参数的一阶导数为零，算域的上计边界取为自由边界，面边界采用无滑移条件，壁壁近处用壁面函数法来处理。对控制方程采用有限体积法进行离散，散格式为ＱＩＫ格式。对动量方程、离ＵＣ标量输运方程采用欠松弛技术，压力与速度耦合采用ＳＭＰＥ算法ＪＩＬ。由于机动车排放污染物中一氧化碳（ｏ在大气中比较稳定，ｃ）故选取ＣＯ作为研究机动车排放污染物的代表性气体。

城市公路隧道洞口污染物扩散数值模拟的开题报告

城市公路隧道洞口污染物扩散数值模拟的开题报告一、研究背景及意义随着城市人口和交通流量的增加，城市公路隧道已成为城市中不可缺少的交通枢纽。

然而，隧道中的车辆尾气排放所产生的污染物不仅会对隧道内的人员造成健康威胁，还会通过隧道出口扩散到周围环境，影响到周围的居民。

因此，对城市公路隧道中污染物扩散规律进行研究，为隧道内空气质量的改善和周围居民的健康提供科学依据，具有重要的现实意义。

二、研究内容及方法本研究将通过数值模拟方法，研究城市公路隧道洞口污染物的扩散规律。

具体内容包括以下几个方面：1.建立隧道口污染物扩散数值模型通过对城市公路隧道洞口的结构和周围环境的特点进行分析，建立数值模型。

包括扩散方程、公路排放源排放速率等参数。

2.确定污染物扩散条件确定污染物的初始浓度，建立不同环境条件下的数值模拟。

3.数据采集选取典型的城市公路隧道进行数据采集，包括隧道内部和隧道出口的气象和污染物浓度等数据，作为数值模拟的输入。

4.模型验证通过实际数据和数值模拟数据的对比，验证模型的可信度和准确性。

三、预期成果1.建立城市公路隧道洞口污染物扩散数值模拟模型。

2.分析不同气象条件下，污染物扩散规律和影响因素。

3.给出减排措施和治理建议，为城市公路隧道洞口的污染物控制提供科学依据。

四、研究难点及解决方案1.气象条件复杂性：隧道口污染物扩散受到外部气象条件的影响，如风速、风向、气温等。

因此，需要建立数值模型，并且进行多种条件下扩散数值模拟，验证不同条件下的扩散过程和规律。

2.数据精度问题：数据采集需要考虑到采集工具的准确性和可靠性，同时对于气象和污染物浓度等数据监测设备的放置位置和数量等因素也需要进行合理安排。

3.模型验证问题：针对不同的气象条件下的扩散问题，需要进行多次验证，通过实际的数据处理和对比，不断完善模型的精度和可靠性。

为此，我们将采用先进的测量及分析技术，结合多种数值模拟方法，验证和完善建立的数值模型，获得高精度、可靠的研究结果。

污染物扩散模型的数值模拟与优化

污染物扩散模型的数值模拟与优化随着工业和城市化的快速发展，各类污染物不断排放，对环境和人类健康造成了严重威胁。

因此，对污染物的扩散和传播进行研究具有重要的意义。

数值模拟是一种有效的研究手段，可以在实验基础上快速地得到大量的数据，研究污染物的扩散规律，寻求优化控制的方法。

一、数值模拟的方法数值模拟是通过将被研究的环境、污染物和物理运动模拟成一组方程来分析污染物扩散的过程。

目前常用的数值模拟方法有有限差分法、有限体积法、有限元法等。

有限差分法是较为常用的数值模拟方法之一，它将被研究的区域划分为网格，然后通过网格上的数值解来逼近偏微分方程的解。

对于二维或三维问题，数值模拟需要进行平面或空间离散化，对于各个离散化单元上的物理参数进行计算，根据物质守恒、动量守恒和能量守恒等定律，得到污染物浓度场的变化规律。

有限体积法是一种与有限差分法相似的方法，也是将研究区域离散化为有限个体积，解决物理现象的积分方程，逼近偏微分方程解的方法。

在这种方法中，需要进行通量获得、反演验证等步骤。

有限元法是一种广泛应用于流体力学、热力学等领域的数值模拟方法。

它将物理场分割成一些小的网格区域，在每个小区域内由一组代表物理场变化的方程求解，再利用边界条件拼接起来，最终得到整个场的解。

它的优势在于对不规则计算区域更加适应，能够准确地刻画污染物扩散和传播过程。

二、污染物扩散模型的建立在进行数值模拟时，必须建立严格的污染物扩散模型。

建立的过程中要考虑诸多因素，如污染源的性质、环境条件、气象因素等。

对于不同类型的污染源和环境，需要选择不同的数值模型来进行计算。

对于一些简单的情况，如单一污染物、平坦地形等，可以采用简单模型来计算。

但是，对于复杂情况，如多种污染物、复杂地形、复杂气象条件等，则需要建立更加复杂的模型。

三、数值模拟中需要考虑的因素在进行数值模拟时，需要考虑环境和气象因素对污染物扩散的影响。

这些因素包括风速、风向、大气稳定度、地形高度等等。

城市街道峡谷汽车尾气污染的数值模拟

高原气象２３卷图４方案１～５街道ｚ一１２ｍ处ＣＯ浓度等值线Ｆｉｇ．４ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｚ一１２ｍｉｎｓｔｒｅｅｔｃａｎｙｏｎ；ｏｒＳｃｈｅｍｅｓ１－－５图４是方案１～５，取ｚ＝１２ｍ高度上结果绘制的峡谷内水平面上ＣＯ浓度等值面图。

图中５幅图的共同特点是在ｚ；１２ｍ处背风侧区域ｃｏ浓度远高于其他区域，几乎所有的污染物都聚集在背风一侧很小范围内。

除方案３外，在峡谷的进风口附近，ＣＯ浓度比峡谷出口要低，因为进风将峡谷外的较干净的空气输送到了峡谷内。

比较方案１～３。

方案１，ａ为３０。

，整个高度上的平均ＣＯ浓度相对较小．最大浓度为０．９ｌｍｇ・ｍ；方案２，ａ为６０。

，１２ｍ高度上的ＣＯ浓度普遍比方案１高，最大浓度为０．９８ｍｇ・ｍ；方案３，ｎ为９０。

时．涡旋将ＣＯ输送到几乎峡谷内的整个空间，此时，在１２ｍ高度上，ＣＯ浓度普遍比前面两种情况要高，最大浓度为２．１２ｍｇ・ｍ．除了背风侧的高浓度值．在峡谷的ｚ方向的中部区域．也出现了一个相对的高值。

比较方案４、２、５。

方案４，风速为１．５ｍ・ｓ～，２—１２ｍ高度上Ｃ（）浓度最大值为０．８９ｍｇ・ｍ～；方案２．风速为３．０ｍ・ｓ．该高度上ＣＯ浓度最大值为０．７８ｍｇ・ｍ～；方案５，风速为４．５ｍ・ｓ，ＣＯ浓度最大值为０．６２ｍｇ・ｍ。

可见在ｚ＝１２ｍ的高度上，风速较小的时候，整个水平面上的平均ＣＯ浓度水平较高，而风速大的时候＋ＣＯ浓度水平相对较小。

风向对峡谷内的污染的影响在于，峡谷内流场的风速”分量和涡旋的输送作用大小因风向夹角。

的不同而不同。

当ａ较小时，风速ｖ分量在整个峡谷内的流场中占主导地位，涡旋还来不及将污染物输送到峡谷内更高的区域．风速ｗ分量就已经将污染物输送出了峡谷区域。

所以，等值线比较集中于近地面，整个峡谷内的浓度值较低；当ｎ较大时．峡谷内涡旋占主导地位，涡旋把污染物输送到峡谷内几乎所有区域，而风速。

城市污染物扩散模型构建与优化

城市污染物扩散模型构建与优化一、引言城市污染物扩散模型是城市环境保护的重要工具。

城市污染物排放不仅影响周围环境，还会对城市居民的身体健康造成不良影响。

研究城市污染物扩散模型有助于制定有效的环保措施，保护城市环境和居民健康。

本文将介绍城市污染物扩散模型的构建和优化方法。

二、城市污染物扩散模型构建1.模型概述城市污染物扩散模型是基于城市环境的特点和污染物的传输规律建立的数学模型。

通过模拟空气污染物的扩散和传输过程，得出污染物的浓度分布情况。

2.模型参数城市污染物扩散模型的参数包括：源排放量、风速、风向、大气稳定度、地形和建筑物等。

这些参数会影响空气污染物的扩散和传输。

3.模型框架城市污染物扩散模型通常采用计算流体力学方法进行求解。

具体来说，将城市分为小区域，计算每个小区域的空气污染物浓度，并通过求解自由边界问题得到整个城市的污染物浓度分布情况。

在此基础上，可以进行空气污染预测和环保规划等工作。

三、城市污染物扩散模型优化1.模型改进城市污染物扩散模型存在的问题包括：模型精度低、计算速度慢、计算成本高等。

为此，可以通过更新模型算法，优化计算方法，提升模型精度，降低计算成本。

2.模型验证城市污染物扩散模型的验证是保证模型准确性的重要手段。

通过比较模型预测结果和实际测量结果，验证模型的可靠性。

如果模型预测结果与实际结果吻合，说明模型具有较高的准确性，否则需要对模型进行修正。

3.模型应用城市污染物扩散模型的应用主要包括以下方面：（1）环保规划：根据模型预测结果，制定环保措施和政策。

（2）应急预案：在紧急情况下，通过模型快速判断污染物扩散范围，制定应急救援方案。

（3）污染源治理：通过模型研究排放源的位置、排放量等，制定治理策略，减少污染物排放。

四、结论城市污染物扩散模型的构建和优化对城市环境保护具有重要意义。

通过模型确定污染物的传输规律和扩散范围，可以为环保措施的制定提供科学依据。

通过优化模型算法和提高模型准确性，可以更好地应用城市污染物扩散模型。

城市地区毒气扩散事故数值模拟

不同受灾程度通过算例我们看到，数值模拟能够为进一步安全规划、灾害预防、急反应提供决应；贴体局部网格加密；致灾机理
中圈分类号：Ｅ９Ｔ９文献标识码：Ａ
Ｎｕｍｅｉａｉｌｔｏｎｐｉｏａｏｌｔｎｉｐｒｉｎｉｒａｒａｒｃｌｓｍｕａｉｎｏｏｓｎｇｓｐｌｕａｔｄｓｅｓｏｎｕｂｎａｅ
Ｘｕ— ｎＤＮｕ — ｎＩｅｎ，ＥＧＹｎｆｇＸｉｅ
（ｈｎｃｄｍｆａｔＳｉｃｎｅｈｏｇ，ｅｉｇ１０２，ｈａＣｉａａｅｙｏＳｆｙｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＢｉ００９Ｃｉ）Ａｅｅｏｊｎｎ
Ａｂｔａｔｎｔｅｃｏｄｄｃｙｎｅａｆｔｌａａｄｇｓｌｋａｃｄｎｏｓｏｓｒｃ：Ｉｒｗｅｉ，ｏｃａｚｒａｅｃｉｅｔｃｍｅｎ，ｔｅｐｒｈｒｎａｉｔｗｌｆｅｗｔｈｔａｈａｈｅｉｅｙｉｈｂｔｉａｉｐｎａｌｃｈｄｇｒｓｗｅｋｏｎａｅ．Ａｎｗ，ｉｉｄｆｃｌｔｅａｔｏｎｐｃｄｔｉｔｂｔｎｏｅｄｗｔｅｏｄｎｒｔｏｓ — ｔｓｉｕｔｏｘｃｌｃｕｔａｅａｉｄｓｉｕｉｆｌｉｔｒｉａｙｍｅｄ，ａａｒｉｙｓｎｍｅｒｏｉｆｈｈｈｅ
维普资讯
第２卷第６期２００６年１２月
中国安全生产科学技术

slab程序计算污染物扩散

利用人工智能和大数据技术，对海量数据进行处理和分析，挖掘污染物扩散的规律和趋势。
未来研究方向
如何获取更准确、全面的数据，以及如何高效处理和分析这些数据是技术挑战之一。
数据获取与处理
模型的验证和改进是保证模拟结果准确性的关键，需要不断进行实验和验证。
模型验证与改进
随着模拟精细化程度的提高，计算资源的需求也会相应增加，如何优化算法和减少计算资源消耗是未来的研究方向。
误差评估与不确定性分析
评估模型误差对结果的影响，进行不确定性分析，提高模拟结果的可靠性。
模型误差来源
分析模型误差的主要来源，如数值离散化、边界条件简化等。
误差分析
05
应用与展望
城市空气质量模拟
01
利用slab程序模拟城市中污染物的扩散，为城市规划和环境保护提供依据。
工业区污染物扩散模拟
02
针对工业区排放的污染物，模拟其在区域内的扩散情况，评估其计算污染物扩散
CATALOGUE
目录
引言污染物扩散模型 slab程序实现结果分析应用与展望
01
引言
目的和背景
污染物扩散是环境科学和工程领域的重要问题，它涉及到大气、水体和土壤等环境介质中的污染物迁移、转化和归宿。
污染物扩散研究对于环境保护、生态修复和公共健康等方面具有重要意义，可以为污染控制和风险管理提供科学依据。
在实际应用中，污染物扩散问题通常涉及到复杂的物理、化学和生物过程，需要借助数值模拟方法进行定量分析和预测。
1
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slab程序是一个用于计算污染物在大气、水体和土壤等二维介质中扩散的数值模型。
该程序采用有限差分方法求解污染物扩散方程，可以模拟污染物在二维平面上随时间、空间的变化情况。

如何进行城市污染物扩散模拟与分析

如何进行城市污染物扩散模拟与分析城市污染物扩散模拟与分析是环境科学领域中的重要研究方向，也是解决城市环境污染问题的重要手段之一。

本文将围绕城市污染物扩散模拟与分析展开讨论，介绍其基本原理、应用和挑战，并探讨发展趋势。

一、城市污染物扩散模拟与分析的基本原理城市污染物扩散模拟与分析的基本原理是通过建立数学模型，模拟污染物在城市空间中的传输、转化和沉降过程。

污染物的传输过程主要包括对流传输、扩散传输和平流传输。

对流传输是指污染物随空气的运动一起传输，扩散传输是指污染物在空气中的扩散过程，平流传输是指污染物随大气环流的传输。

此外，污染物还会在空气中发生化学反应和沉积作用。

城市污染物扩散模拟与分析的关键是建立准确的数学模型。

模型的建立需要考虑城市的地理、气象、排放源等多个因素。

常用的模型包括高斯模型、拉格朗日模型和欧拉模型等。

高斯模型是一种常用的分析点源扩散的模型，适用于较小尺度的污染物扩散情况。

拉格朗日模型是一种基于粒子追踪方法的模型，可以模拟污染物在大气中的运动，适用于较大尺度的城市污染物扩散模拟。

欧拉模型则是一种基于网格的模型，可以模拟污染物在网格点间的传输过程，适用于对城市空间分布进行研究。

二、城市污染物扩散模拟与分析的应用城市污染物扩散模拟与分析具有重要的应用价值。

首先，它可以帮助人们了解城市污染物的空间分布和扩散规律，为城市环境管理提供科学依据。

通过模拟与分析，可以确定污染物主要来源和传输路径，有助于合理规划城市环境布局和污染物减排措施。

其次，城市污染物扩散模拟与分析也可以用于评估城市空气质量。

通过建立空气质量模型，可以预测城市不同地区的污染物浓度，为城市居民提供空气质量预警和健康保护措施。

此外，城市污染物扩散模拟与分析还可以应用于灾害风险评估和环境影响评价。

例如，在城市规划建设过程中，可以通过模拟与分析，评估不同污染源对周围环境的影响程度，为规划者提供参考和决策依据。

三、城市污染物扩散模拟与分析的挑战城市污染物扩散模拟与分析也面临着一些挑战。

环境污染物迁移与扩散过程的数值模拟

环境污染物迁移与扩散过程的数值模拟在现代社会中，环境污染已经成为了一个严重的问题。

污染物会通过不同途径进入到环境中，如工业废水、汽车尾气、农药和肥料等。

这些污染物在土壤和水体中进行迁移和扩散，给环境和人类带来了很大的危害。

为了更好地保护环境和人类健康，研究环境污染物迁移和扩散过程是非常必要的。

而数值模拟则是研究这个问题的一种非常有力的工具。

首先，什么是数值模拟？数值模拟是将自然现象或工程问题用数学模型表示，采用计算机模拟的方法进行解析的过程。

通过数值模拟，我们可以对复杂的自然和工程问题进行分析、预测和优化。

在环境污染物迁移和扩散的研究中，数值模拟可以模拟出污染物在空气、水和土壤中的扩散和迁移规律，可以优化环境污染治理方案。

接下来，我们简单介绍一下数值模拟在环境污染物迁移和扩散中的应用。

数值模拟应用于污染物在空气中的扩散模拟空气污染的问题一直困扰着城市居民的健康。

空气污染通常来自于工业排放、交通尾气等。

如何研究空气中污染物的扩散规律，以便预测和控制空气污染，是一个非常重要的问题。

在空气污染研究中，数值模拟被广泛应用。

数值模拟可以通过解析物理方程，模拟污染物在大气中的流动规律。

它可以模拟出污染物在地表和大气中的分布和浓度随时间的变化，为空气污染防控提供有力的依据。

数值模拟应用于污染物在水体中的扩散模拟水是人类生活和工业生产中必不可少的资源，但随着工业的快速发展和人口的增长，水污染问题也日益严重。

为了研究污染物在水体中的扩散规律，预测水污染的影响范围和严重程度，数值模拟被广泛应用。

数值模拟可以模拟污染物在水体中的扩散和迁移规律，包括水流运动、水质扩散和反应过程等，还可以预测水污染的影响和水污染治理效果。

因此，数值模拟在水污染防治中的应用具有非常广泛的前景。

数值模拟应用于污染物在土壤中的迁移模拟土壤污染是一个影响甚广的问题。

在农业生产、工业生产、生活排放等过程中，营养物质、有机物和重金属等污染物会被释放到土壤中。

城市街区内污染物扩散数值模拟研究综述

城市街区内污染物扩散数值模拟研究综述孙源媛，王泽河海大学环境科学与工程学院，南京（210098）E-mail：sunyuanyuan119@摘要：随着交通污染的加剧和人们对生活质量要求的提高，城市街区的环境状况已经引起越来越多的重视。

国内外学者通过实地测量法、物理模拟法和数值模拟法对此作了很多研究，得出了一定规律，其中数值模拟方法由于成本低、效率高，成为国内外研究者的有力工具。

本文综述了城市街区内大气流动和污染物扩散的主要研究方法，具体描述了数值模拟研究方法的研究现状和进展，总结了城市街区内大气流动和污染物扩散特征，并提出了展望和设想。

关键词：城市街区；气流场；污染物浓度场；数值模拟1．引言城市建筑物向高层、密集化方向发展，造成街道两侧常常连续存在高层建筑物，机动车在这样的街道上行驶类似于在峡谷中穿行，因此这样的街道被称为街道峡谷。

污染物在街道峡谷中很难扩散，造成街道峡谷效应。

研究城市街区内部的气流场特性和污染物的对流扩散规律，是研究对策、防治城市交通污染对人类造成危害的基础，并为进一步指导城市建筑布局、道路建设和交通规划等具有重要意义。

目前国内外对城市道路机动车排放污染物扩散的研究主要有两个方面：城市尺度的街道交通大气污染物扩散研究和微尺度湍流边界层内交通大气污染物扩散研究。

前者是不考虑污染源所在街道的流场，仅考虑一定的风速、风向及气象条件，把整个道路作为污染源，用于计算城区开阔地带或城郊公路及高速公路的交通排放物在道路沿线的污染物浓度分布；后者是考虑街道峡谷内的流场对污染物传输和扩散的影响，考虑排放源、气象条件和环境因素等的影响，用于计算市区内已形成街谷的湍流边界层内繁忙交通线路上交通污染物的浓度分布、扩散及消散的过程。

2. 研究现状国内外对于城市尺度街道交通污染物扩散研究分别始于20 世纪70 年代初期和80 年代，已建立了一套适合于各国国情的模式。

对微尺度湍流边界层内汽车尾气扩散规律研究国外始于70 年代，国内始于90 年代，研究中所采用的方法主要为实地测量法、物理模拟法和数值模拟法。

城市污染物扩散模拟

城市污染物扩散模拟一、介绍城市污染问题越来越严重，影响人类健康和环境质量。

城市污染物扩散模拟是一种有效的方法，可以评估城市污染物的来源和扩散情况，为污染防治和环境监测提供科学依据。

本文将介绍城市污染物扩散模拟的原理、方法和研究进展。

二、扩散模拟原理城市污染物扩散模拟的原理是基于空气动力学和物理化学原理，包括湍流扩散、稳定层扩散、大气化学反应等过程。

污染物的扩散程度受到多种因素的影响，包括气象条件、地形地貌、建筑物高度和排放源高度等。

在城市气象条件下，空气流场复杂，空气的湍流运动决定着污染物的传播路径和扩散范围。

当空气稳定时，污染物扩散受到限制，会形成逆温层或层状结构，使得污染物向下扩散的速度减缓，甚至出现上升的情况。

因此，稳定层扩散是城市污染物控制的重要目标。

大气化学反应是城市大气环境中一种重要的化学反应，会影响到空气中氧化还原物质的浓度分布和化学特性。

例如，二氧化氮与氧气发生反应生成臭氧，进一步造成PM2.5等污染物的生成和增多。

三、扩散模拟方法城市污染物扩散模拟需要使用数值模拟方法，其中最常用的是CFD（Computational Fluid Dynamics）模拟方法和GIS （Geographic Information System）模拟方法。

1. CFD模拟方法CFD模拟方法是使用数值方法对实际问题进行计算机模拟，从而得到空气流场、污染物浓度、温度等参数的分布和变化规律。

CFD模拟方法需要考虑空气动力学、物理化学和数值计算等多方面因素，以实现真实情况的模拟。

2. GIS模拟方法GIS模拟方法是将城市的地理信息和空间数据引入模型中，通过数字高程模型、土地利用类型和建筑物等因素进行空间分析和模拟。

与CFD方法不同，GIS方法不需要求解空气流场和物理化学过程，可以快速得到空气质量的分布和变化趋势。

四、研究进展城市污染物扩散模拟已经广泛应用于环境监测、污染源管理和环境规划等领域。

随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，城市污染物扩散模拟技术日益成熟，应用范围也不断扩大。

基于Fluent的城市街区大气污染扩散仿真

基于Fluent的城市街区大气污染扩散仿真基于Fluent的城市街区大气污染扩散仿真随着城市化进程的加快和人口数量的增多，环境污染成为了城市发展中不可忽视的问题之一。

其中，大气污染对城市居民的健康造成了严重威胁。

因此，研究城市街区大气污染的扩散规律以及寻找有效的减轻与治理措施成为了亟待解决的问题。

为了研究城市街区大气污染的扩散，许多学者和研究人员采用了数值模拟的方法。

在众多的数值模拟软件中，Fluent作为通用的CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）软件，因其强大的数值模拟能力而备受广大研究人员的青睐。

基于Fluent的城市街区大气污染扩散仿真研究，主要涉及以下几个方面。

首先，模拟城市街区大气污染源的释放过程。

城市中的污染源类型繁多，如汽车尾气、工业废气、机动车辆排放等。

Fluent可以将这些污染源以边界条件的形式导入模型中，再通过求解控制方程，模拟释放污染物的过程。

通过模拟不同污染源的释放条件和排放浓度，可以得出不同区域污染物浓度的分布情况。

其次，模拟大气污染物在城市街区中的扩散传输。

城市街区中存在许多复杂的建筑物、街道、车辆等障碍物，这对污染物的扩散传输造成了一定的影响。

通过建立适当的数值模型，以及基于Fluent的离散相模型，可以模拟污染物在城市街区中的扩散行为。

同时，还可以通过模拟不同时段、不同季节、不同天气条件下的污染物扩散情况，预测污染物的浓度分布范围。

第三，分析城市街区大气污染扩散的影响因素。

城市街区大气污染的扩散受到多种因素的影响，如风速、风向、气象条件、地形等。

通过模拟这些影响因素的变化，结合污染物浓度的分布情况，可以分析它们之间的关系。

从而为制定有效的大气污染控制策略提供理论支持。

最后，探讨减轻与治理城市街区大气污染的措施。

基于Fluent的仿真研究结果可以为城市规划和环境保护部门提供有效的依据。

例如，在城市规划过程中，可以通过模拟不同建筑布局、道路设计等对大气污染扩散的影响，来优化城市结构。

街谷流场及其中污染物扩散数值模拟研究综述

街谷流场及其中污染物扩散数值模拟研究综述郭辉，吴建军河海大学环境学院（210098）E-mail：persevere_gh@摘要：本文综述了街谷流场及其中污染物运移的主要研究方法，具体描述了数值模拟研究方法的研究现状和进展，总结了街谷内流场和污染物的扩散运移特征。

关键词：街谷，流场，污染物扩散，数值模拟1. 引言随着城市的规模不断的扩大，而土地资源总量是不变的，因此，城市街道两旁高楼耸立。

“街道峡谷”指两旁有连续排成一线的建筑物的街道[1]。

近年来，随着经济的发展，环境的污染也更加严重。

城市街区中空气污染程度不断加深，空气中充满汽车尾气、工厂排出的废气和其他等有害气体，直接影响到城市居民的生活质量的污染成份。

研究表明[3-6]，当高大建筑物分布于狭长街道两旁时,污染物容易被困其中,很难扩散出去,这就形成了所谓的街道峡谷效应。

污染物在峡谷内易于形成气流死区，污染带高度接近人的呼吸高度，对人的健康有很大的影响。

因此，研究城市街道峡谷乃至城市街区的流场和污染物在流场内的输运可对城市的规划起指导作用,对城市街区大气环境进行总量控制，进而为人们创造优良的生活环境。

2. 研究现状机动车污染物扩散问题的研究最早起始于20世纪30年代,在70年代以后逐渐成为研究热点[2]，国内对其研究始于20世纪90年代, 起步较晚[7]，是一个比较新的研究方向。

我们对其的研究可分为城市尺度和微尺度两个方向。

目前国外街道峡谷交通大气污染物扩散研究主要有三种方法: 野外测试法、物理模拟法和数值模拟法。

[8]2.1 野外测试法野外测试法始于20世纪70年代[8],国外有人对不同地区进行了实地测试, Johnson[9]从实测数据中得出的街道峡谷内部污染物浓度分布与街道两旁建筑物高度的关系，为污染物扩散模型的建立提供了很好的参考。

DePauh[10]的实测结果表明在建筑物街道高宽比L/H为1.5的情况下，当风速大于2m/s时街道内部会形成一个稳定的漩涡;Kennedy[11]的测量结果表明街道内部的污染物浓度随L/H的增大而增大。

环境污染物的传输和扩散模拟

环境污染物的传输和扩散模拟环境污染问题一直是人类所面临的严峻挑战之一。

随着城市化进程的加速以及人口的增长，环境污染问题日益严重。

环境污染物的传输和扩散是环境污染问题的核心。

针对这一问题，学术界和工业界研究出了不同的模拟方法和技术。

本文将从不同角度分析环境污染物的传输和扩散模拟技术。

传统模拟方法模拟环境污染物传输和扩散的传统方法是建立数学模型。

在数学模型中，环境污染物被视为一种物质或能量，通过数学方程来模拟其传输和扩散过程。

这种方法的优点在于可以用少量数据来预测大规模环境污染物的传输和扩散。

一些流行的数学模型包括：有限元法、有限差分法、正交分解法和小波分解法等。

有限元法是一种常用的数值分析方法，适用于大规模环境污染物的传输和扩散模拟。

有限元法的基本思想是将一个连续的问题离散化成有限数量的离散元素，通过求解矩阵方程来解决问题。

有限元法特别适用于处理非线性问题，并且可以适应多种计算机环境。

有限差分法是基于离散元素进行计算的一种数值计算方法。

它通过将微积分方程离散化成微分方程，并利用差分求解微分方程。

相对于有限元法，有限差分法更简单，更直观，更易于计算，但是其精度可能会受到一些限制。

其它模拟方法除了传统的数学模型，还存在一些技术可以模拟环境污染物的传输和扩散。

其中，最流行的技术是模型模拟。

模型模拟是指将现实世界中的对象、系统或过程建模，然后对其进行仿真和测试，从而得出预测和优化方法的技术。

模型模拟在信息和工程学科领域中有广泛的应用。

另一种模拟方法是基于数据驱动的模拟。

这种方法通过一些统计和机器学习算法直接从大量的数据中获取模型，并使用模型来模拟环境污染物传输和扩散。

例如，基于GIwP的流域水循环模拟，通过大量的观测数据和机器学习算法来推导水文循环模型，从而预测流域内的水位和水体输送量。

专业工具软件为了更好地模拟环境污染物传输和扩散，许多环境工程师和科学家创造了一些专门的工具软件。

这些软件通常包含了一些数学和物理方程，同时整合了预处理和后处理功能。

城市街道峡谷气流和污染物分布的数值模拟

城市街道峡谷气流和污染物分布的数值模拟
城市街道峡谷气流和污染物分布的数值模拟
应用计算流体力学(CFD)软件中的FLUENT软件模拟了典型城市街道峡谷中的气流和污染物分布状况.建立的模型包括不同形状的建筑物所构成的街道峡谷和存在高架桥的街道峡谷.研究结果表明:①不同形状的建筑物改变了街道峡谷内的风和湍流分布,从而对街道峡谷内污染物的分布产生很大的影响,在几何比例相同的街道峡谷里,建筑物外形越趋向于流线型,街道峡谷里污染物的地面浓度越小;②高架桥对街道峡谷内污染物浓度的影响取决于高架桥相对于街道峡谷的高度和宽度,高度越高、宽度越窄的高架桥其地面污染物的浓度越低;③ FLUENT软件对街道峡谷大气环境的模拟结果基本合理,可用于研究城市大气环境问题.
作者：蒋德海蒋维楣苗世光JIANG De-hai JIANG Wei-mei MIAO Shi-guang 作者单位：蒋德海,蒋维楣,JIANG De-hai,JIANG Wei-mei(南京大学,大气科学系,江苏,南京,210093)
苗世光,MIAO Shi-guang(北京市气象局,北京,100089)
刊名：环境科学研究ISTIC PKU英文刊名：RESEARCH OF ENVIRONMENTAL SCIENCES 年，卷(期)：2006 19(3) 分类号：X1 关键词：FLUENT 街道峡谷高架桥大气环境。

城市街谷风热环境及污染物分布的数值模拟研究

城市街谷风热环境及污染物分布的数值模拟研究城市街谷风热环境及污染物分布的数值模拟研究近年来，城市化进程不断加速，城市环境问题也日益突出。

城市街谷区域由于建筑密度高、通风较差，容易积聚热量和污染物，给人们的生活带来了不良影响。

为了探索城市街谷风热环境及污染物分布规律，需要进行数值模拟研究。

城市街谷风热环境研究是指对城市建筑布局、热环境分布以及风速、风向等因素进行研究。

通过数值模拟，可以方便地分析不同建筑密度、布局方式对城市热环境的影响，为城市规划者提供科学的参考。

污染物分布的数值模拟研究也是非常重要的。

污染物排放源众多，通过数值模拟可以模拟不同排放点、不同排放强度下的污染物扩散路径，为环境保护部门的决策提供依据。

同时，通过模拟研究可以评估不同污染源的排放控制效果，制定更加科学合理的减排措施。

首先，研究人员需要选择合适的研究区域，并对其进行实地调查和数据采集。

通过调查街谷区域的建筑布局、建筑高度、道路宽度等参数，获取准确的输入数据，为数值模拟提供基础。

接下来，需要建立数值模型。

数值模型分为城市布局模型、热环境模型和污染物扩散模型三个部分。

城市布局模型主要包括建筑布局和道路布局，这些参数对风的流动有重要影响；热环境模型主要考虑城市热岛效应、建筑物的热辐射和吸收等因素；污染物扩散模型则通过计算流体力学原理，结合建筑物、道路和交通等因素，模拟污染物在街谷区域的传播规律。

在建立模型后，需要进行参数验证与修正，确保模型的准确性。

通过与实测数据对比，调整模型的参数，以提高模拟结果的可靠性。

然后，利用已修正的模型，进行模拟研究。

研究人员可以模拟不同季节、不同天气条件下的城市街谷风热环境，深入研究城市内部局部地区的热环境分布规律。

同时，可以模拟不同源头的污染物排放，分析污染物在街谷区域的浓度分布以及扩散路径。

最后，根据模拟结果，提出相应的控制和改善措施。

通过优化城市建筑布局、遮阳措施、绿化等方法，可以改善城市街谷的热环境，在适当的情况下减轻热岛效应。