本文關鍵詞：WRF-CMAQ-CFD多尺度耦合的城市下墊面小區(qū)空氣污染污染數(shù)值模擬研究

  更多相關文章： 城市環(huán)境 中尺度氣象軟件WRF 空氣質(zhì)量模型CMAQ CFD 機動車尾氣排放

【摘要】：人們的生活水平隨著中國經(jīng)濟經(jīng)歷不斷增長而得到了大大的提高,越來越多的人從農(nóng)村遷移到城市中生活。城市化率的急速增長雖然有利于社會資源的高效利用,但城市人口的急劇膨脹同樣也使城市產(chǎn)生了各種各樣有害于人類的問題,如城市空氣污染,城市水污染,城市土壤污染等。對于城市空氣污染,以WRF-CMAQ為代表的中尺度空氣質(zhì)量模型無法研究下墊面小區(qū)尺度問題,而以計算流體動力學(CFD)為代表的小尺度模型則無法準確描述小區(qū)的邊界條件。在此背景下,本論文研究了CFD方法與中尺度模型WRF、CMAQ的耦合及其在城市下墊面小區(qū)空氣污染研究中的初步應用。本文首先介紹了所研究區(qū)域的地理位置及氣候條件,通過對建筑信息的收集與簡化,建立了以和睦小學為中心的模擬區(qū)域模型。采用Gambit作為網(wǎng)格劃分工具,整個計算區(qū)域網(wǎng)格數(shù)約1400多萬。然后本文對提出的模型進行了檢驗驗證。根據(jù)數(shù)值計算的結(jié)果,在絕大部分時候,耦合的CFD方法都要比CMAQ方法更精確。因此我們認為用耦合的CFD方法模擬城市環(huán)境污染是可行的,同時較CMAQ方法有著更高的精確度。本文還用多尺度耦合方法模擬機動車對和睦小學及其周邊環(huán)境的影響。其中考慮了機動車尾氣及光化學反應對計算區(qū)域內(nèi)的風環(huán)境和污染物環(huán)境的影響。定性和定量地分析了計算區(qū)域內(nèi)風環(huán)境的分布與污染物的垂直與水平傳輸?shù)奶匦�。文章的最后我們還研究了不同季節(jié)下計算區(qū)域內(nèi)的的風環(huán)境與污染物環(huán)境的變化趨勢與特性,希望提高人們對城市微尺度環(huán)境的認識。
【關鍵詞】：城市環(huán)境 中尺度氣象軟件WRF 空氣質(zhì)量模型CMAQ CFD 機動車尾氣排放
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X51
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究的背景與意義9-10
• 1.2 杭州市空氣污染狀況10-11
• 1.3 研究方法11-14
• 1.4 城市大氣國內(nèi)外研究進展14-19
• 1.5 論文創(chuàng)新點與主要工作19-21
• 1.5.1 論文創(chuàng)新點19
• 1.5.2 論文主要工作19-21
• 第二章 數(shù)值模擬基本理論與方法21-28
• 2.1 中尺度氣象模擬軟件WRF介紹21
• 2.2 區(qū)域尺度空氣質(zhì)量模型CMAQ介紹21-22
• 2.3 CFD數(shù)學模型介紹22-27
• 2.3.1 風環(huán)境模型22-23
• 2.3.2 熱環(huán)境模型23-25
• 2.3.3 氣態(tài)污染物輸運模型25-26
• 2.3.4 數(shù)值求解方法26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 幾何建模與驗證28-37
• 3.1 幾何建模28
• 3.2 網(wǎng)格劃分及壁面設置28-30
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分28-30
• 3.2.2 邊界條件設置30
• 3.3 WRF-CMAQ模擬30-34
• 3.3.1 WRF模擬30-31
• 3.3.2 CMAQ模擬31-32
• 3.3.3 WRF-CMAQ-Fluent耦合32-34
• 3.4 模型驗證34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 機動車排放對城市微環(huán)境的影響37-44
• 4.1 引言37
• 4.2 模型參數(shù)37
• 4.2.1 機動車尾氣排放37
• 4.3 結(jié)果分析37-43
• 4.3.1 風環(huán)境分析37-40
• 4.3.2 污染物環(huán)境分析40-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第五章 不同季節(jié)下城市微環(huán)境數(shù)值模擬44-50
• 5.1 引言44
• 5.2 結(jié)果分析44-49
• 5.2.1 風環(huán)境分析44-47
• 5.2.2 污染物環(huán)境分析47-49
• 5.3 本章小結(jié)49-50
• 第六章 結(jié)論與展望50-52
• 6.1 全文總結(jié)50
• 6.2 不足與展望50-52
• 參考文獻52-56
• 作者簡歷56
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文56

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本文編號：1054502