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《内蒙古科技大学》 2008年
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城市大气风场及污染物扩散的模拟研究

庞赟佶  
【摘要】: 城市的空气质量与人的生活密切相关,民用、工业过程排放的污染物是造成城市大气污染的主要因素。城市下垫面的基本特征是干、热、粗,其复杂性导致城市的风环境及污染物扩散变得非常复杂。探讨复杂下垫面情况下的大气流动及污染物扩散的机理和规律,对改善人们的生活环境有重要意义。 课题以大气运动理论、污染物扩散理论和数值计算理论为基础,对大气的风场、温度场以及大气污染物的浓度场进行了数值计算。建立了适用于非均匀下垫面条件下的大气动力模型和污染物扩散模型:选用k-ε双方程模型闭合方程组;对于下垫面温度不均匀的大气流动,采用Boussinisq近似将方程组近似、化简;污染物扩散模型采用对流扩散方程。将大气动力方程、能量方程、和扩散方程相互耦合,开发出能够计算出复杂下垫面条件下的风场以及相应的污染物扩散的程序。计算工具采用FORTRAN语言,采用TECPLOT软件为图形处理工具。 通过对模拟结果的分析和比较,获得复杂下垫面条件下风环境及污染物扩散的一些定量和定性的认识:静风情况下,污染物的扩散呈蘑菇状;随着风速的增加污染物的扩散区域变窄。建筑物能够改变梯度风的分布,建筑物的下风向和建筑物的迎风侧下部都有涡旋产生,在建筑物顶面前缘尖角处气流的抬升速度达到最大值。有城市热岛效应条件下,气流越城的流形为波状,附加的水平气压梯度力导致城市上风向出现随着高度的增加风速降低的垂直分布现象,随着风速的增加,热岛环流逐渐消失。本文的研究可以对认识建筑物周围的风环境、污染物扩散过程、污染物的控制以及突发事故的应急提供一定的理论和参考依据。
【学位授予单位】:内蒙古科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X51

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苏毅;结合数字化技术的自然形态城市设计方法研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李太谦;大气氮沉降对杭州北里湖的影响[D];苏州科技学院;2011年
2 郑芳;规模化畜禽养殖场恶臭污染物扩散规律及其防护距离研究[D];中国农业科学院;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 鄢俊一;王洪庆;张焱;郑永光;张春喜;;卫星资料在中尺度模式ARPS中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);2006年06期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 王晓璐;黄大宇;;节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;;汽车空调风道设计及验收方法[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
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4 赵宏德;任万辉;;环境空气质量数值预报系统在沈阳市的应用[A];创新沈阳文集(B)[C];2009年
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6 蔡明庆;刘学来;李永安;;直埋供热管道固定墩热桥能耗分析及节能措施[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
7 王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;;地源热泵岩土热响应测试影响因素分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 陈爱强;杨昭;尹海蛟;张娜;;长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;;球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
10 苟秋平;吴学红;吕彦力;朱兴旺;;半球突开缝翅片的优化设计及性能评价[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王超;螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 黄丽萍;电晕放电与光催化协同净化室内空气研究[D];大连海事大学;2010年
8 朱先德;登陆后不同路径再入海台风的观测分析与数值研究[D];中国海洋大学;2010年
9 黄燕;碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究[D];中国海洋大学;2010年
10 陈莉;中国近海大气波导的统计特征分析及演变机理的数值研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王发辉;基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟[D];河南理工大学;2010年
2 苏涛;廉价硅胶的疏水化改性及对VOCs的吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 宋涛;SCR烟气脱氮催化剂及技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 胡海燕;等离子体喷涂射流的数值模拟[D];浙江理工大学;2010年
5 姜逢章;蜂窝板传热元件的性能研究[D];郑州大学;2010年
6 马艳;导管螺旋桨的水动力性能分析与设计优化[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘广山;流量周期性变化流场数值分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 丁铜伟;强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 陈林;仿生鳍在船舶减摇中的应用与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 张昌楠;;盘锦市畜禽养殖场污染状况调查与评价[J];现代农业科技;2008年02期
2 戴四发,王立克,李如兰,张军,张水柱;密闭式种猪舍部分有害气体分布状况观测[J];安徽技术师范学院学报;2004年01期
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4 彭建,王仰麟,刘松,吴健生,李卫锋;景观生态学与土地可持续利用研究[J];北京大学学报(自然科学版);2004年01期
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7 欧金明;王如松;阳文锐;李锋;;基于CA的城市形态扩展多解模拟——以北京市东部平原区情景分析为例[J];城市环境与城市生态;2007年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘成果;孙盼;;畜牧业恶臭污染的特点及控制措施研究[A];恶臭污染测试与控制技术——全国首届恶臭污染测试与控制技术研讨会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 戴春来;参数化设计理论的研究[D];南京航空航天大学;2002年
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3 谢迎新;人为影响下稻田生态系统环境来源氮解析[D];中国科学院研究生院(南京土壤研究所);2006年
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6 蔡良娃;信息化空间观念与信息化城市的空间发展趋势研究[D];天津大学;2006年
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8 姜东成;元大都城市形态与建筑群基址规模研究[D];清华大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜旭;长春火车站站北轴心地区城市形态塑造[D];大连理工大学;2004年
2 张延生;中西古典理想城市的形态比较[D];郑州大学;2004年
3 汪坚强;近现代济南城市形态的演变与发展研究[D];清华大学;2004年
4 陈涛;城市形态演变中的人文与自然因素研究[D];清华大学;2005年
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8 钟正基;《考工记》车的设计思想研究[D];武汉理工大学;2007年
9 于丽敏;青岛及中国近海大气沉降中无机氮组分的研究[D];中国海洋大学;2007年
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【二级引证文献】
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2 张晓辰;基于非线性设计理论的景观建筑与小品设计初探[D];北京林业大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 王宝民,刘辉志,桑建国,王晓云,张清,李炬;大风条件下城市冠层流场模拟[J];大气科学;2003年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张锡福,邹孝恒,贾新媛,杨锦德;城市边界层大气扩散规律的研究[J];环境科学学报;1981年01期
3 黄云贵;司高华;刘伟;郑军芳;于静;;应用发烟照相法研究冲洪积扇秋季大气扩散规律[J];环境保护科学;2010年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 刘君;;湍流、两相流和非平衡流模型统一离散方法及其在超声速燃烧流场模拟中的应用[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
8 陈义胜;孙铁;;不同风速下污染物扩散的模拟研究[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年
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10 陈军;佘振苏;;面向工程应用的湍流结构分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 本报记者 郭志民;减少“城市热岛” 打造避暑胜地[N];营口日报;2009年
3 ;治理城市热岛,低碳是良方[N];无锡日报;2010年
4 记者 曹玉芳 通讯员 王伟愚;天津构建城市地下空间[N];建筑时报;2005年
5 郭志平;研究湍流的后起之秀[N];浙江日报;2000年
6 南方日报记者 苏稻香 张迪 实习生 熊汉玲 胡佳轶;核污染物扩散至北太平洋[N];南方日报;2011年
7 记者 王大军;日本全力铲除城市热岛[N];新华每日电讯;2003年
8 俞俊;马鞍山市规范新建居民区及建筑物名称[N];中国社会报;2006年
9 记者 刘士明 通讯员 徐春平;朔城区重拳出击狠刹强占土地歪风[N];朔州日报;2007年
10 记者 耿庆海;山东建筑物耗能控制系统通过鉴定[N];中国建设报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴徐平;热力非均匀下垫面条件下对流边界层特征的水槽模拟研究[D];中国科学技术大学;2013年
2 张弛;上海市城市热岛的时间多尺度分析与数值试验[D];华东师范大学;2011年
3 谢启姣;城市热岛演变及其影响因素研究[D];华中农业大学;2011年
4 余徽;浮力存在下的层流及湍流流动与传热的数值研究[D];四川大学;2001年
5 王翠云;基于遥感和CFD技术的城市热环境分析与模拟[D];兰州大学;2008年
6 何青;杭州湾北岸污染物扩散输移的数值模拟与分析[D];华东师范大学;1998年
7 张金区;珠江三角洲地区地表热环境的遥感探测及时空演化研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
8 刘玉石;城市大气微环境大涡模拟研究[D];清华大学;2012年
9 王岳;重力对稀燃弱湍流预混V形火焰的影响[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2002年
10 梁丙臣;海岸、河口区波—流联合作用下三维悬沙数值模拟及其在黄河三角洲的应用[D];中国海洋大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庞赟佶;城市大气风场及污染物扩散的模拟研究[D];内蒙古科技大学;2008年
2 张雍雍;基于城市热岛缓减定量模拟的效益评价研究[D];浙江大学;2011年
3 王莹莹;城市热岛变化特征及其与下垫面之间的关系[D];安徽师范大学;2010年
4 甘源;居住区热环境规划与微气候设计研究[D];重庆大学;2010年
5 霍旭杰;城市街道空间对交通峡谷内污染物扩散的影响研究[D];长安大学;2012年
6 张晓伟;住宅小区污染物扩散的数值模拟及分析[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 张玉珍;基于CALPUFF模型的核电站事故源项大气扩散研究[D];上海交通大学;2010年
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9 谷超;厨房污染物扩散规律研究与动态模拟软件开发[D];沈阳建筑大学;2011年
10 姜润;南京夏季城市热岛时空分布特征观测及模拟研究[D];南京信息工程大学;2012年
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