本文關(guān)鍵詞： 高架路 街道峽谷 采風(fēng)口 三維CFD模擬 評價標(biāo)準(zhǔn)　出處：《東華大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：高架覆蓋下的街道峽谷城市機(jī)理模型已成為城市微氣候環(huán)境中很重要的街區(qū)形態(tài),機(jī)動車尾氣的排放使得街道峽谷內(nèi)可吸入顆粒物的濃度較高,采風(fēng)口(同側(cè)建筑的不連續(xù)產(chǎn)生的開口)的存在會影響甚至改變街道峽谷內(nèi)流場及顆粒物的分布特征,采風(fēng)口的寬度及單雙側(cè)分布的不同對流場及顆粒物分布的影響大小不同。為了揭示街谷顆粒物分布情況及運(yùn)動規(guī)律,本文采用三維CFD數(shù)值模擬的方法,對街道峽谷內(nèi)氣流運(yùn)動和污染顆粒物的分布情況進(jìn)行了研究。利用DPM模型,分別計算模擬了六種高架覆蓋下的街道峽谷(寬高比約為2.2)模型:單側(cè)存在10m采風(fēng)口、單側(cè)存在30m采風(fēng)口、單側(cè)存在50m采風(fēng)口、雙側(cè)存在10m采風(fēng)口、雙側(cè)存在30m采風(fēng)口、雙側(cè)存在50m采風(fēng)口的街道峽谷模型,同時引入了三個評價街谷環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn):呼吸面濃度(BSC)、有效通風(fēng)量(EVR)、平均殘留時間(ART),詳細(xì)分析比較了六種模型下的氣流流動特征、分布特征及污染顆粒物的分布情況,同時計算了三個衡量標(biāo)準(zhǔn)在不同空間區(qū)域的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn),單側(cè)存在10m采風(fēng)口的模型,街谷內(nèi)會形成較完整的渦流,渦流中心位于Z=30m及Z=170m的位置處,速度峰值低于1.4m·s~(-1);污染物背風(fēng)側(cè)濃度明顯高于迎風(fēng)側(cè),在Z=0-20m、Z=80-120m及z=180-200m的背風(fēng)側(cè)區(qū)域(x10m)濃度最高,均超過400μg·m~(-3)。單側(cè)存在30m采風(fēng)口的模型,速度入口處流場僅在x20m的區(qū)域內(nèi)均勻分布,街谷內(nèi)大渦流及次級渦流較多;顆粒物濃度分布表現(xiàn)出兩種明顯的特征,呼吸面高度(y=1.5m)的迎風(fēng)側(cè)區(qū)域濃度分布均勻。單側(cè)存在50m采風(fēng)口的模型,內(nèi)部會形成較明顯的三個大渦流(采風(fēng)口軸面(z=100m)兩側(cè)各三個,共六個),小渦流若干;高架路上方,顆粒物主要集中于背風(fēng)側(cè)且靠近采風(fēng)口;高架路下方,顆粒物分布均勻。雙側(cè)存在10m采風(fēng)口的模型,街谷空間形成較大渦流,渦流中心在街谷中心軸面(x=20m)上且渦流中心呈條形分布(x=15-25m);顆粒物最高濃度低于410μg·m~(-3),沿著x軸正向,顆粒物濃度先增加后下降,背風(fēng)側(cè)濃度普遍高于迎風(fēng)側(cè)濃度。雙側(cè)存在30m采風(fēng)口的模型,采風(fēng)口軸面兩側(cè)各自會形成兩個大渦流(兩側(cè)共四個);顆粒物分布不均勻,當(dāng)x20m時,顆粒物濃度隨距離增大會有上升的趨勢,當(dāng)x20m時,隨x的增大顆粒物濃度下降且下降幅度較快。雙側(cè)50m采風(fēng)口模型,街谷空間會有兩個大渦流,渦流中心較小,位于z=20-30m及z=170-180m的范圍內(nèi);呼吸面高度(y=1.5m)的污染物分布與x成正相關(guān),高架路所在的上下方區(qū)域,顆粒物在x方向變化較小。雙側(cè)存在采風(fēng)口的街谷內(nèi)顆粒物分布低于單側(cè)存在采風(fēng)口的模型;采風(fēng)口寬度變大,有效通風(fēng)量(evr)上升;不同的街谷模型在z=60m/140m與z=40m/160m的區(qū)域出現(xiàn)頻率(of)均保持在2.5至3之間;其余區(qū)域都處于2以下;雙側(cè)存在采風(fēng)口的街谷比單側(cè)存在采風(fēng)口的街谷的ART高;在距離采風(fēng)口較遠(yuǎn)的端部區(qū)域(Z10m/Z190m),單側(cè)采風(fēng)口街谷的ART比雙側(cè)采風(fēng)口街谷的高,此特征與距采風(fēng)口較近的區(qū)域表現(xiàn)相反。本文研究的模型集中于高價覆蓋下單側(cè)存在采風(fēng)口或雙側(cè)存在對稱型采風(fēng)口的街道峽谷,同時選取無高架路影響下的30m采風(fēng)口作為對比模型,分析研究高架路的影響作用,有高架路存在時,顆粒物濃度增大20%左右;在市政規(guī)劃建設(shè)中,當(dāng)單側(cè)規(guī)劃路口時,規(guī)劃寬度處于0~30m的范圍內(nèi),根據(jù)實際需要及地理位置選擇合理的寬度而不會對街谷顆粒物濃度分布有較大的影響;當(dāng)規(guī)劃寬度處于30m~50m的范圍內(nèi),選取50m的寬度較合理。
[Abstract]:In order to reveal the distribution and distribution of particulate matter in the street canyon , the distribution of air flow in the street canyon and the distribution of particulate matter are studied by means of three - dimensional CFD numerical simulation . In this paper , two large eddy currents ( four on both sides ) are formed on the two sides of the air intake port . When the height of the air intake is 20 - 30m and z = 170 - 180m , the distribution of particles in the street valley with the height of the air intake is lower than that of the one - side air intake .

【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X513

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本文編號：1458988