Lagrangian模型与Eulerian模型耦合的建筑物周边气体扩散模拟
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1] , 极有可能在很短的时间 往具 有 很 大 的 不 确 定 性 [
内释放出大量的污 染 物 质 , 对人员和环境安全造成 很大的危害 。 扩散 污 染是 突 发 性大 气 污 染 的 一 种重 要 形 式, 扩散过程是一个污染物质在大气湍流的混合作用下 逐渐分散稀释的复 杂 四 维 时 空 过 程 , 受到污染物自 身属性 、 环境条 件 等 多 重 因 素 的 影 响 。 扩 散 污 染 物 不仅涉及粉尘 、 烟尘等气 质涉及的种类也非常广泛 , 、一氧化碳 溶胶态污染物 , 也包括了二氧化硫 ( S O 2)
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( , 1. C e n t r e f o r P u b l i c S a f e t R e s e a r c h D e a r t m e n t o f E n i n e e r i n y p g g , , ; P h s i c s T s i n h u a U n i v e r s i t B e i i n 1 0 0 0 8 4, C h i n a y g y j g , , 2. D e a r t m e n t o f E n i n e e r i n P h s i c s T s i n h u a U n i v e r s i t p g g y g y , ; B e i i n 1 0 0 8 4 C h i n a j g ,M , 3. N a a s a k i R&D C e n t e r i t s u b i s h i H e a v I n d u s t r i e s g y , , ) L t d . N a a s a k i 8 5 1 J a a n g p :A A b s t r a c t h b r i d a t m o s h e r i c d i s e r s i o n m e t h o d c o u l e d w i t h y p p p , L a r a n i a n m o d e l a n d E u l e r i a n m o d e l i s w h i c h c a n a r t i c l e r o o s e d g g p p p b e u s e d f o r n u m e r i c a l s i m u l a t i o n i n a r e a s a r o u n d u r b a n b u i l d i n s . g T h i s m e t h o d m e r e s t h e a d v a n t a e s o f L a r a n i a n m o d e l a n d g g g g , E u l e r i a n m o d e l t o e t h e r a n d i v e s a h i h a c c u r a c o f r e d i c t i o n. g g g y p T h e d e v e l o e d h b r i d m o d e l i s a l i e d t o t h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f p y p p , a s d i f f u s i o n a r o u n d a n i s o l a t e d b u i l d i n .T h e m e a n w i n d v e l o c i t g g y ) T K E( T u r b u l e n t K i n e t i c E n e r a n d m e a n c o n c e n t r a t i o n h a v e b e e n g y d i s c u s s e d a n d c o m a r e d w i t h t h e w i n d t u n n e l d a t a .T h e s i m u l a t i o n p r e s u l t s i v e s h o w t h a t t h e h b r i d m o d e l c a n a h i h a c c u r a c b o t h i n y g g y , t h e r e i o n s c l o s e t o t h e s o u r c e a n d d i s t a n t f r o m t h e s o u r c e . F i n a l l g y w e u s e t h e C O S T 7 3 2m o d e l t o e v a l u a t e t h e r e s u l t s o f r e d i c t i o n - p
自然科学版 ) I S S N 1 0 0 0 0 0 5 4 清华大学学报 ( 2 0 1 1年 第5 1卷 第1 2期 - / ,2 C N 1 1 2 2 2 3 N J T s i n h u a U n i v( S c i &T e c h) 0 1 1,V o l . 5 1, N o . 1 2 - g
H U A N G H o n g
1,
H U X i a o f e n H E N S h i f e i O M O H I R O H a r a T g S 3, 3 K A Z U K I O k a b a a s h i R Y O H J I O h b a y
近年来 , 随着工业Байду номын сангаас迅猛发展 , 污染气体的排放 为人类的居住环境和人民的健康与安全带来了恶劣 尤其是危险化学品泄漏 、 有 的影响 。 大气污染事件 , 毒气体人为排放等突发性大气污染事件经常发生在 城市建筑物周边 , 已成为环境管理 、 公共安全及风险 管理等领域共同关注和重点研究的问题 。 突发性大 气污染 , 在事故发生的时间 、 地点 、 环境和方式上 , 往
摘 要 :该文旨在 建 立 一 个 适 用 于 城 市 建 筑 物 周 边 的 基 于 L a r a n i a n 模型与 E u l e r i a n 模型耦合 的 气 体 扩 散 数 值 模 型 , g g 同 时具有 L 提高 a r a n i a n 模型与 E u l e r i a n 模型各自的优点 , g g 预测精度 。 该文利用 耦 合 模 型 对 单 个 建 筑 物 周 边 的 气 体 扩 散过程进行数值模 拟 , 并 将 平 均 风 速、 湍流动能和平均浓度 几个参量的结果与风洞实验数据进行对比分析 。 结 果 表 明 , 耦合模型对于建筑物 周 边 靠 近 扩 散 源 和 远 离 扩 散 源 的 区 域 利用 C 均能给出较高精度的预测结 果 。 最 后 , O S T 7 3 2模型 - 评价 方 法 对 L a r a n i a n 模 型 、E u l e r i a n模型和耦合扩散模 g g 其中耦合模型的评价结果最好 。 型实施了评价 , 关键 词 :气 体 扩 散 ;L a r a n i a n 模 型 ;E u l e r i a n 模 型 ;耦 合 g g 模型 ;建筑物周边 中图分类号 : X 9 2 8. 9 ( ) 文章编号 : 1 0 0 0 0 0 5 4 2 0 1 1 1 2 1 8 7 0 0 7 - - - 文献标志码 :A
1] ( 。对这些污染气体的扩散过 等气态 污 染 物 [ C O)
S i m u l a t i o n o f d i f f u s i o n b a s e d o n o l l u t a n t p / L a r a n i a nE u l e r i a n h b r i d m o d e l g g y b u i l d i n s a r o u n d g
/ 2 8 2 1 1 8 7 0 1 8 7 6 -
基于 L a r a n i a n 模型与 E u l e r i a n 模型耦合的 g g 建筑物周边气体扩散模拟
2 1 3 3 3 黄 弘1 , 胡啸峰 , 申世飞 , 原智宏 , 冈林一木 , 大场良二
( 1.清华大学 工程物理系 ,公共安全研究中心 ,北京 1 0 0 0 8 4,中国 ; 2.清华大学 工程物理系 ,北京 1 0 0 0 8 4,中国 ; 3.日本三菱重工业株式会社技术本部 ,长崎 8 5 1,日本 )
,L ,a E u l e r i a n a r a n i a n a n d t h e r o o s e d h b r i d m o d e l n d i t i s g g p p y s h o w n t h a t t h e h b r i d m o d e l c a n i v e t h e b e s t s i m u l a t i o n r e s u l t s . y g : ;L ;E ; K e w o r d s i f f u s i o n a r a n i a n o d e l u l e r i a n o d e l a s d m m g g g y ; h b r i d m o d e l a r o u n d b u i l d i n s y g
内释放出大量的污 染 物 质 , 对人员和环境安全造成 很大的危害 。 扩散 污 染是 突 发 性大 气 污 染 的 一 种重 要 形 式, 扩散过程是一个污染物质在大气湍流的混合作用下 逐渐分散稀释的复 杂 四 维 时 空 过 程 , 受到污染物自 身属性 、 环境条 件 等 多 重 因 素 的 影 响 。 扩 散 污 染 物 不仅涉及粉尘 、 烟尘等气 质涉及的种类也非常广泛 , 、一氧化碳 溶胶态污染物 , 也包括了二氧化硫 ( S O 2)
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( , 1. C e n t r e f o r P u b l i c S a f e t R e s e a r c h D e a r t m e n t o f E n i n e e r i n y p g g , , ; P h s i c s T s i n h u a U n i v e r s i t B e i i n 1 0 0 0 8 4, C h i n a y g y j g , , 2. D e a r t m e n t o f E n i n e e r i n P h s i c s T s i n h u a U n i v e r s i t p g g y g y , ; B e i i n 1 0 0 8 4 C h i n a j g ,M , 3. N a a s a k i R&D C e n t e r i t s u b i s h i H e a v I n d u s t r i e s g y , , ) L t d . N a a s a k i 8 5 1 J a a n g p :A A b s t r a c t h b r i d a t m o s h e r i c d i s e r s i o n m e t h o d c o u l e d w i t h y p p p , L a r a n i a n m o d e l a n d E u l e r i a n m o d e l i s w h i c h c a n a r t i c l e r o o s e d g g p p p b e u s e d f o r n u m e r i c a l s i m u l a t i o n i n a r e a s a r o u n d u r b a n b u i l d i n s . g T h i s m e t h o d m e r e s t h e a d v a n t a e s o f L a r a n i a n m o d e l a n d g g g g , E u l e r i a n m o d e l t o e t h e r a n d i v e s a h i h a c c u r a c o f r e d i c t i o n. g g g y p T h e d e v e l o e d h b r i d m o d e l i s a l i e d t o t h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f p y p p , a s d i f f u s i o n a r o u n d a n i s o l a t e d b u i l d i n .T h e m e a n w i n d v e l o c i t g g y ) T K E( T u r b u l e n t K i n e t i c E n e r a n d m e a n c o n c e n t r a t i o n h a v e b e e n g y d i s c u s s e d a n d c o m a r e d w i t h t h e w i n d t u n n e l d a t a .T h e s i m u l a t i o n p r e s u l t s i v e s h o w t h a t t h e h b r i d m o d e l c a n a h i h a c c u r a c b o t h i n y g g y , t h e r e i o n s c l o s e t o t h e s o u r c e a n d d i s t a n t f r o m t h e s o u r c e . F i n a l l g y w e u s e t h e C O S T 7 3 2m o d e l t o e v a l u a t e t h e r e s u l t s o f r e d i c t i o n - p
自然科学版 ) I S S N 1 0 0 0 0 0 5 4 清华大学学报 ( 2 0 1 1年 第5 1卷 第1 2期 - / ,2 C N 1 1 2 2 2 3 N J T s i n h u a U n i v( S c i &T e c h) 0 1 1,V o l . 5 1, N o . 1 2 - g
H U A N G H o n g
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近年来 , 随着工业Байду номын сангаас迅猛发展 , 污染气体的排放 为人类的居住环境和人民的健康与安全带来了恶劣 尤其是危险化学品泄漏 、 有 的影响 。 大气污染事件 , 毒气体人为排放等突发性大气污染事件经常发生在 城市建筑物周边 , 已成为环境管理 、 公共安全及风险 管理等领域共同关注和重点研究的问题 。 突发性大 气污染 , 在事故发生的时间 、 地点 、 环境和方式上 , 往
摘 要 :该文旨在 建 立 一 个 适 用 于 城 市 建 筑 物 周 边 的 基 于 L a r a n i a n 模型与 E u l e r i a n 模型耦合 的 气 体 扩 散 数 值 模 型 , g g 同 时具有 L 提高 a r a n i a n 模型与 E u l e r i a n 模型各自的优点 , g g 预测精度 。 该文利用 耦 合 模 型 对 单 个 建 筑 物 周 边 的 气 体 扩 散过程进行数值模 拟 , 并 将 平 均 风 速、 湍流动能和平均浓度 几个参量的结果与风洞实验数据进行对比分析 。 结 果 表 明 , 耦合模型对于建筑物 周 边 靠 近 扩 散 源 和 远 离 扩 散 源 的 区 域 利用 C 均能给出较高精度的预测结 果 。 最 后 , O S T 7 3 2模型 - 评价 方 法 对 L a r a n i a n 模 型 、E u l e r i a n模型和耦合扩散模 g g 其中耦合模型的评价结果最好 。 型实施了评价 , 关键 词 :气 体 扩 散 ;L a r a n i a n 模 型 ;E u l e r i a n 模 型 ;耦 合 g g 模型 ;建筑物周边 中图分类号 : X 9 2 8. 9 ( ) 文章编号 : 1 0 0 0 0 0 5 4 2 0 1 1 1 2 1 8 7 0 0 7 - - - 文献标志码 :A
1] ( 。对这些污染气体的扩散过 等气态 污 染 物 [ C O)
S i m u l a t i o n o f d i f f u s i o n b a s e d o n o l l u t a n t p / L a r a n i a nE u l e r i a n h b r i d m o d e l g g y b u i l d i n s a r o u n d g
/ 2 8 2 1 1 8 7 0 1 8 7 6 -
基于 L a r a n i a n 模型与 E u l e r i a n 模型耦合的 g g 建筑物周边气体扩散模拟
2 1 3 3 3 黄 弘1 , 胡啸峰 , 申世飞 , 原智宏 , 冈林一木 , 大场良二
( 1.清华大学 工程物理系 ,公共安全研究中心 ,北京 1 0 0 0 8 4,中国 ; 2.清华大学 工程物理系 ,北京 1 0 0 0 8 4,中国 ; 3.日本三菱重工业株式会社技术本部 ,长崎 8 5 1,日本 )
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