文档介绍
| 近年来我国城市机动车数量迅速增长,机动车排放已成为城市空气污染物的最主要来源。居民社区主要由居民住宅和学校等文教单位构成,与居民生活关系最密切,也是青少年和老年人的主要活动区域,社区的空气质量与人群健康有着最为密切的联系。对于远离工业区的社区而言,交通污染直接影响着其空气质量。由于传统的现场监测的方法存在某些局限,本文旨在结合GIS数据、计算流体力学(CFD)模式与中尺度气象预报模型WRF,提出一种社区尺度(微尺度)空气质量模拟的技术方法,作为现场监测手段的有效补充。本文通过ArcMap处理GIS数据,导出至AutoCAD建立社区三维地物模型,再将其导入CFD软件PHOENICS对陆家嘴某典型居民小区内的风环境和交通污染物的分布进行数值模拟。为了考察合理的参数设置组合,本文比较了各种不同参数设置和计算条件下会对模拟结果带来的影响,包括改变计算域大小、建筑物的再现范围、网格分辨率、入口风廓线指数以及选用不同的湍流模式和差分格式。本文还尝试将PHOENICS与中尺度气象模式WRF对接,将WRF的模拟输出结果作为PHOENICS的边界条件,在中尺度模拟风速的背景下进行能表现随时间变化的瞬态模拟。实验计算结果表明,计算域边界的设置对整体风速有一定影响。一般来说,缩小计算域,风速有降低的趋势。建筑物再现范围的设置对计算结果有较大影响,总体上说,建筑物再现范围缩小,风速有增大的趋势。因此,对目标区域周边建筑物的再现非常重要,通常情况下以目区域四周向外扩展200-300m为宜。网格分辨率太粗会使计算结果失真,对一般居民住宅建筑而言,网格尺寸在5m*5m以上时,对建筑物外形的再现会出现较大偏差：网格分辨率越精细计算结果也越精确,但过密的网格也会延长计算时间、提高对计算机硬件的要求,因此,在实际的工程计算中需根据需求与硬件条件制定合适的网格密度。PHOENICS和有关导则对于风廓线指数的推荐值虽然略有差异,但计算结果基本相同,差异的影响基本可以忽视。相对于PHOENICS默认的差分格式Hybrid, QUICK格式能有效改善精度而仅小幅延长计算时间。 |
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机械设计
