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

1、 分類(lèi)號(hào)： 分類(lèi)號(hào)：X169 密級(jí)： 密級(jí)：公開(kāi) 公開(kāi) 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(chǎng)及污染物擴(kuò)散數(shù)值仿真研究 河谷型城市風(fēng)場(chǎng)及污染物擴(kuò)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(zhuān) 業(yè) 學(xué) 科 、 專(zhuān) 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(kuò)散規(guī)律 空氣污染擴(kuò)散規(guī)律 學(xué) 位 級(jí) 別 學(xué) 位 級(jí) 別 碩 士 導(dǎo)師姓名、職稱(chēng) 導(dǎo)

3、師姓名、職稱(chēng) 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(chǎng)及污染物擴(kuò)散數(shù)值仿真研究 河谷型城市風(fēng)場(chǎng)及污染物擴(kuò)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(huì)顯著影響空氣污染物擴(kuò)散， 形成獨(dú)特的污染物擴(kuò)散過(guò)程和污染物分布特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展與城市化進(jìn)程的加快，空氣污染愈發(fā)嚴(yán)峻，眾多學(xué)者對(duì)河谷型城市空氣污染進(jìn)行了大量研究。然而，這些研究多集中在污染物分布特點(diǎn)，很少有研究論述復(fù)雜地形、風(fēng)場(chǎng)、污染物擴(kuò)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(bào)和減排。理論上，計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法在河谷型城市風(fēng)場(chǎng)及污染物擴(kuò)散研究中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)， 但少有學(xué)者利用 CFD 方法進(jìn)行相關(guān)研究。 本文利用 CFD 方法進(jìn)行河谷地形城市風(fēng)場(chǎng)及污染物擴(kuò)散數(shù)值仿真研究，希望能夠較為詳細(xì)的論述地形、風(fēng)場(chǎng)與污染物擴(kuò)散之間的作用及關(guān)系，驗(yàn)證 CFD方法在復(fù)雜地形河谷城市風(fēng)場(chǎng)及污染物擴(kuò)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(xiàng)，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(bào)、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(guò)對(duì)研究區(qū)域網(wǎng)格劃分，提取每個(gè)點(diǎn)的海拔高度，進(jìn)行坐標(biāo)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(guò)編寫(xiě)程序生成軟件中用到的 journal 文件，利用 journal文件實(shí)現(xiàn) Gambit 軟件中點(diǎn)、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(chǎng)計(jì)算邊界條件，分析地形、風(fēng)場(chǎng)之間的作用及關(guān)

7、系。使用大渦模型（LES）計(jì)算研究區(qū)域風(fēng)場(chǎng)情況，分析地形與風(fēng)場(chǎng)的關(guān)系，給出了蘭州市地面典型風(fēng)場(chǎng)特征，總結(jié)了地形與風(fēng)場(chǎng)之間的作用方式。此外，使用 CFD 方法得到了蘭州市較為細(xì)致的局部強(qiáng)迫風(fēng)現(xiàn)象，證明 CFD 方法可以細(xì)致描述河谷型城市地面風(fēng)場(chǎng)，能夠應(yīng)用在復(fù)雜地形河谷城市風(fēng)場(chǎng)研究。 最后，注入污染物計(jì)算污染物分布，分析地形、風(fēng)場(chǎng)、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(xiàng)。污染物分布使用mixture 模型計(jì)算