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| 随着社会的快速发展和人们生活质量的提高,空气的质量越来越受到人们的关注。城市中,机动车排放的污染物成为空气污染的主要来源。其中PM2.5对人体健康危害最大。由于城市土地的限制再加之越来越多的人涌向城市。随之带来的是成片的高大建筑群,在高大建筑群中间会形成异于大气边界层的独立微气候,同时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PM2.5的对流扩散研究显得尤为迫切。本文的研究对象为济南市某段街区峡谷,同时也介绍了研究对象的几何形状、街区峡谷内的流场特征和污染物的对流扩散特征及基本理论。街区内的PM2.5的对流扩散过程是相对复杂的,受影响的因素的很多,主要的包括：气候条件中的风速、风向、气温等,街区地理因素和污染源强度。本文采用数值模拟和风洞实验相结合的方法。根据所选街道峡谷的道路情况和建筑物的分布情况,建立适当尺寸的物理模型,采用Gambit软件进行网格划分,合理的选取边界条件,结合济南城市大气边界层的风速剖面曲线,定义初始速度。使用k-ε湍流模型和离散相模型,通过Fluent软件的反复迭代模拟计算,最后得到街道峡谷内PM2.5的对流扩散规律。从数值模拟得到的PM2.5对流扩散分布规律可以看出：①同风向时,风速越大污染物对流扩散越强烈；②同风速时,正方向来流时,在顺着风向的街道污染物在下风向积聚,而在垂直于来流风向的街道,则背风面处污染物容易聚集。倾斜来风时,污染物局部扩散明显加强,不易造成局部污染物浓度过高。通过对垂直来流风向的街区内污染物的对流扩散规律进行风洞实验。并将风洞实验结果与数值计算的结果进行对比,发现两者结果基本一致,验证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。 |
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