河谷型城市風場及污染物擴散數(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 位 論 文 論文題目（中文） 論文題目（中文）河谷型城市風場及污染物擴散數(shù)值仿真研究 河谷型城市風場及污染物擴散數(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 科 、 專 業(yè) 學 科 、 專 業(yè) 環(huán)境科學與工程 環(huán)境科學與工程·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 位 級 別 學 位 級 別 碩 士 導師姓名、職稱 導

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 位 授 予 日 期 學 位 授 予 日 期 校址：甘肅省蘭州市 校址：甘肅省蘭州

4、市I 河谷型城市風場及污染物擴散數(shù)值仿真研究 河谷型城市風場及污染物擴散數(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，很少有研究論述復雜地形、風場、污染物擴散之間的作用

5、及關系，難以指導河谷型城市的空氣污染預報和減排。理論上，計算流體力學（CFD）方法在河谷型城市風場及污染物擴散研究中具有獨特優(yōu)勢， 但少有學者利用 CFD 方法進行相關研究。 本文利用 CFD 方法進行河谷地形城市風場及污染物擴散數(shù)值仿真研究，希望能夠較為詳細的論述地形、風場與污染物擴散之間的作用及關系，驗證 CFD方法在復雜地形河谷城市風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

6、用到河谷型城市空氣污染控制、空氣污染預報、工業(yè)區(qū)布局等提供參考。 首先，繪制復雜地形網(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雜地形網(wǎng)格模型。 其次，確定風場計算邊界條件，分析地形、風場之間的作用及關

7、系。使用大渦模型（LES）計算研究區(qū)域風場情況，分析地形與風場的關系，給出了蘭州市地面典型風場特征，總結了地形與風場之間的作用方式。此外，使用 CFD 方法得到了蘭州市較為細致的局部強迫風現(xiàn)象，證明 CFD 方法可以細致描述河谷型城市地面風場，能夠應用在復雜地形河谷城市風場研究。 最后，注入污染物計算污染物分布，分析地形、風場、污染物之間的作用及關系，結合研究結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