耦合CFD軟件與地理信息系(GIS)在城市大氣污染中的模擬研究.pdf

1、隨著城市的規(guī)模不斷的壯大，人口數(shù)量不斷的增加，城市大氣污染已經(jīng)成為城市最為嚴(yán)重的污染之一，也是近年來的研究熱點。FLUENT的計算功能強大，能夠準(zhǔn)確的、快速模擬各種條件下的污染物的擴散情況，顯示出污染物的擴散軌跡，成為了污染物模擬研究中最常用的軟件，但是FLUENT的建模功能力不強，對模擬結(jié)果的分析，特別是三維分析功能不夠強大。而GIS是一種具有集中、存儲、操作和顯示地理信息的計算機系統(tǒng)，能夠快速的建立復(fù)雜的城市模型，有強大的空間分析能

2、力，例如污染物擴散范圍的顯示、影響的區(qū)域分析、影響人口的分析、應(yīng)急設(shè)施的分布等。但GIS的計算能力不強，特別是對復(fù)雜的物理模型需要靠外部插件進行運算。
　　為了將兩種軟件的優(yōu)勢進行結(jié)合，本文提出了一種通過ARCGIS來建立復(fù)雜的三維城市群模型的方法，并能在FLUENT進行模擬;并選擇一種中間數(shù)據(jù)格式，以松散集成的方式集成FLUENT與GIS兩個軟件。使得ARCGIS可以使用地理信息數(shù)據(jù)為FLUENT建模，而FLUENT的模擬數(shù)據(jù)能

3、夠在ARCGIS中讀取并顯示，達(dá)到能夠快速的模擬、分析城市污染氣體的擴散規(guī)律。
　　結(jié)果表明，當(dāng)擁有GIS的地形數(shù)據(jù)時，運用ARCGIS生成三維模型，導(dǎo)入FLUENT進行模擬計算，以這種方式來建立模型將會節(jié)省大量的建模時間，對于建立復(fù)雜的建筑群模型有著巨大的優(yōu)勢。只需要運用GIS地形數(shù)據(jù)，不需要編寫程序，不考慮GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和形式，只要數(shù)據(jù)能夠在ARCGIS中生成三維模型都可以用來建立模型。
　　在文通過運用中間數(shù)據(jù)使FLU

4、ENT的模擬數(shù)據(jù)能導(dǎo)入ARCGIS中并實現(xiàn)三維顯示。在這個過程中，首先將FLUENT的模擬數(shù)據(jù)導(dǎo)出為節(jié)點數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成ARCGIS可讀取的中間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在ARCGIS中三維顯示出污染物的整體擴散軌跡，并且用顏色來表達(dá)濃度值的大小;在ARCGIS顯示的二維濃度云圖與FLUENT的后續(xù)處理軟件TECPLOT的顯示結(jié)果進行對比，證明FLUENT數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換能夠很好的在ARCGIS中進行顯示，并且能夠運用ARCGIS的分析功能對污染物在整個城