隨著經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)化、城市化進程的加快,工業(yè)廠房、汽車和建筑物的含有量持續(xù)增加,導致相關(guān)污染物排放量顯著增加,大氣顆粒物污染日益加劇,給人類的生產(chǎn)生活帶來巨大影響,成為我國面臨的重大問題。為了解決環(huán)境污染問題,除了從根源上減少污染物的排放外,對于已經(jīng)產(chǎn)生的大氣顆粒物則通過環(huán)境工程技術(shù)措施進行去除。綠色植物作為城市中常見的配置設施,憑借其葉片表面復雜的結(jié)構(gòu)可以有效地吸附顆粒物,將顆粒物從大氣中去除,成為經(jīng)濟有效治理大氣污染的首選方式,被譽為大自然的空氣過濾器。但是茂密的樹木會造成空氣流動阻力增大,造成污染物稀釋能力弱、擴散速度慢,不利于污染物的去除,因此研究植物流動阻力特性以及捕集粒子特性的綜合效應具有重要意義。通過對現(xiàn)有文獻的整理和研究發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外針對植物流動阻力特性研究大多停留在樹冠尺度上,對于微觀層面的葉片尺度幾乎沒有研究;對于樹木的“滯塵”效應,國內(nèi)學者主要通過現(xiàn)場測量的方式定量分析葉片捕集顆粒物的效果,國外學者對大氣顆粒物在植物冠層中的干沉積進行了理論及風洞試驗研究,卻很少有學者從葉片層面分析滯塵機理以及影響因素。本文主要通過理論分析、CFD模擬與文獻實驗數(shù)據(jù)驗證相結(jié)合的方法...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 樹冠阻力特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 植物捕集顆粒物的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 樹木對于街谷內(nèi)污染物濃度影響的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 理論基礎與研究方法
    2.1 計算流體力學基礎
        2.1.1 計算流體力學概述
        2.1.2 流體力學基本方程
    2.2 計算流體力學CFD模擬介紹
        2.2.1 控制方程的離散化
        2.2.2 離散方程的求解
    2.3 計算流體力學的湍流模型
        2.3.1 大渦模擬
        2.3.2 基于雷諾平均的N-S方程組模型
    2.4 主要使用軟件介紹
        2.4.1 建模軟件
        2.4.2 模擬計算軟件
        2.4.3 前處理軟件—網(wǎng)格劃分
        2.4.4 后處理軟件
第三章 植物葉片流動阻力特性研究
    3.1 植物葉片流場模型和邊界條件
        3.1.1 流場模型的建立
        3.1.2 邊界條件
    3.2 研究流動阻力的數(shù)值計算方法
    3.3 流動阻力結(jié)果可靠性驗證及流場特性
        3.3.1 數(shù)值結(jié)果的可靠性驗證
        3.3.2 流場特性
    3.4 結(jié)果分析與討論
        3.4.1 壓差與速度、葉面積指數(shù)的關(guān)系
        3.4.2 壓差與迎風角度的關(guān)系
        3.4.3 阻力系數(shù)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 單葉片對粒子的捕集
    4.1 物理問題及研究方法
        4.1.1 流場模型
        4.1.2 粒子運動軌跡方程及求解
        4.1.3 粒子的捕集效率
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 粒子繞葉片表面運動的軌跡特征
        4.2.2 風速對葉片捕集粒子的影響
        4.2.3 迎風角度對捕集效率的影響
        4.2.4 捕集效率公式擬合
        4.2.5 植物單葉片捕集總效率預測公式的驗證
    4.3 結(jié)語
第五章 多葉片捕集粒子性能及干沉積研究
    5.1 引言
    5.2 模型回顧
        5.2.1 Slinn植物表面沉積模型
        5.2.2 Zhang.J的粗糙表面顆粒沉積模型
    5.3 物理模型及研究方法
        5.3.1 物理模型
        5.3.2 周圍流場求解
        5.3.3 粒子運動軌跡方程求解
        5.3.4 粒子的捕集效率
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 多葉片捕集粒子效率與各參數(shù)關(guān)系
        5.4.2 多葉片捕集粒子效率的擬合
        5.4.3 擬合公式的驗證
    5.5 結(jié)論
第六章 樹木對街谷內(nèi)顆粒物濃度影響
    6.1 研究方法
        6.1.1 CFD建模和網(wǎng)格劃分
        6.1.2 邊界條件
        6.1.3 交通污染物模擬
        6.1.4 樹木對顆粒物的影響
        6.1.5 無量綱濃度
        6.1.6 評價指標
    6.2 模型驗證
        6.2.1 流場驗證
        6.2.2 顆粒物濃度場驗證
    6.3 結(jié)果
        6.3.1 種植兩列樹的模型
        6.3.2 街谷中央種植一列樹的模型
        6.3.3 植被效應TR(%)
        6.3.4 建筑物背風側(cè)、迎風側(cè)濃度變化
        6.3.5 行人水平處濃度變化
        6.3.6 樹木的空氣動力學效應和沉積效應
    6.4 結(jié)論
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 課題研究結(jié)論
    7.2 展望與建議
參考文獻
附錄一
攻讀碩士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3872540