河谷型城市風(fēng)場及污染物擴散數(shù)值仿真研究——以蘭州市主城區(qū)為例

1、 分類號： 分類號：X169 密級： 密級：公開 公開 研 究 生 學(xué) 位 論 文 論文題目（中文） 論文題目（中文）河谷型城市風(fēng)場及污染物擴散數(shù)值仿真研究 河谷型城市風(fēng)場及污染物擴散數(shù)值仿真研究—— ——以蘭州市主城區(qū)為例 以蘭州市主城區(qū)為例 論文題目（外文） 論文題目（外文）Numerical Study of Wind Field

2、 and Pollutant Dispersion in Valley Cities: A Case Study of Lanzhou City 研 究 生 姓 名 研 究 生 姓 名 張金貴 張金貴 學(xué) 科 、 專 業(yè) 學(xué) 科 、 專 業(yè) 環(huán)境科學(xué)與工程 環(huán)境科學(xué)與工程·環(huán)境工程 環(huán)境工程 研 究 方 向 研 究 方 向 空氣污染擴散規(guī)律 空氣污染擴散規(guī)律 學(xué) 位 級 別 學(xué) 位 級 別 碩 士 導(dǎo)師姓名、職稱 導(dǎo)

3、師姓名、職稱 王 博 教 授 論 文 工 作 論 文 工 作 起 止 年 月 起 止 年 月 2015 2015 年 6 月至 月至 2017 2017 年 5 月 論 文 提 交 日 期 論 文 提 交 日 期 2017 2017 年 6 月 論 文 答 辯 日 期 論 文 答 辯 日 期 2017 2017 年 6 月 學(xué) 位 授 予 日 期 學(xué) 位 授 予 日 期 校址：甘肅省蘭州市 校址：甘肅省蘭州

4、市I 河谷型城市風(fēng)場及污染物擴散數(shù)值仿真研究 河谷型城市風(fēng)場及污染物擴散數(shù)值仿真研究 —— ——以蘭州市 以蘭州市主城區(qū) 主城區(qū)為例 為例 中文摘要 中文摘要 河谷型城市復(fù)雜地形會顯著影響空氣污染物擴散， 形成獨特的污染物擴散過程和污染物分布特點。近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展與城市化進程的加快，空氣污染愈發(fā)嚴峻，眾多學(xué)者對河谷型城市空氣污染進行了大量研究。然而，這些研究多集中在污染物分布特點，很少有研究論述復(fù)雜地形、風(fēng)場、污染物擴散之間的作用

5、及關(guān)系，難以指導(dǎo)河谷型城市的空氣污染預(yù)報和減排。理論上，計算流體力學(xué)（CFD）方法在河谷型城市風(fēng)場及污染物擴散研究中具有獨特優(yōu)勢， 但少有學(xué)者利用 CFD 方法進行相關(guān)研究。 本文利用 CFD 方法進行河谷地形城市風(fēng)場及污染物擴散數(shù)值仿真研究，希望能夠較為詳細的論述地形、風(fēng)場與污染物擴散之間的作用及關(guān)系，驗證 CFD方法在復(fù)雜地形河谷城市風(fēng)場及污染物擴散研究方面的可靠性和有效性， 提出河谷型城市空氣污染控制注意事項，并為 CFD 方法應(yīng)

6、用到河谷型城市空氣污染控制、空氣污染預(yù)報、工業(yè)區(qū)布局等提供參考。 首先，繪制復(fù)雜地形網(wǎng)格模型。通過對研究區(qū)域網(wǎng)格劃分，提取每個點的海拔高度，進行坐標化處理，可以得到研究區(qū)域數(shù)字地形。將研究區(qū)域數(shù)字地形導(dǎo)入 Gambit 軟件中，通過編寫程序生成軟件中用到的 journal 文件，利用 journal文件實現(xiàn) Gambit 軟件中點、線、面的連接，最終得到所需要的復(fù)雜地形網(wǎng)格模型。 其次，確定風(fēng)場計算邊界條件，分析地形、風(fēng)場之間的作用及關(guān)

7、系。使用大渦模型（LES）計算研究區(qū)域風(fēng)場情況，分析地形與風(fēng)場的關(guān)系，給出了蘭州市地面典型風(fēng)場特征，總結(jié)了地形與風(fēng)場之間的作用方式。此外，使用 CFD 方法得到了蘭州市較為細致的局部強迫風(fēng)現(xiàn)象，證明 CFD 方法可以細致描述河谷型城市地面風(fēng)場，能夠應(yīng)用在復(fù)雜地形河谷城市風(fēng)場研究。 最后，注入污染物計算污染物分布，分析地形、風(fēng)場、污染物之間的作用及關(guān)系，結(jié)合研究結(jié)果提出了河谷型城市工業(yè)區(qū)布局注意事項。污染物分布使用mixture 模型計算