城市隧道污染物扩散模型构建与模拟分析

发布时间：2023-04-25 00:48

　　随着我国城市基础设施的不断完善,城市下穿隧道在城市道路交通系统中占据着越来越重要的地位。然而,由于机动车尾气排放出大量有毒有害物质在隧道内部积累,长期处于这种环境中会对对人体健康产生危害,因此隧道污染物的扩散问题越来越得到人们的重视。 本文以成都市某一下穿隧道为研究对象,运用计算流体动力学理论和隧道空气扩散模式构建城市隧道污染物扩散模型,并运用有限容积法求解隧道内部CO、NO2浓度分布。 论文中模拟了不同通风风速、不同交通量条件下,隧道内部CO、NO2浓度分布规律,把通风风速和隧道交通量对CO、NO2浓度分布的影响作了对比分析,研究表明： (1)通风风速影响隧道内CO、NO2最大浓度值出现的位置,随着通风风速的增大,隧道内出现最大浓度值的位置距离隧道入口越远。当通风风速v=0m/s(静风)时,出现最大浓度值的位置距隧道入口80-90m；当通风风速v=lm/s时,出现最大浓度值的位置在距隧道入口100-110m；当通风风速v=2m/s时,出现最大浓度值的位置位于隧道出口处。 (2)当通风风速v=0m/s(静风)时,隧道内部CO、NO2在各个模拟点位的浓度大于v=1m/s时的浓度,通风速度...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究目标
    1.5 研究内容与方法
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究方法
第2章 计算流体动力学(CFD)基本理论
    2.1 流体力学的基本概念
        2.1.1 流体的连续介质模型
    2.2 基本控制方程
        2.2.1 质量守恒方程(连续性方程)
        2.2.2 动量守恒方程(运动方程)
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 湍流模型分类
        2.3.2 常用湍流模型简介
    2.4 初始条件和边界条件
        2.4.1 初始条件
        2.4.2 边界条件
    2.5 CFD模型的离散——有限体积法
        2.5.1 计算区域的离散化
        2.5.2 控制方程的离散化
    2.6 PISO算法
第3章 城市隧道污染物扩散模型构建
    3.1 机动车排放污染物特征
        3.1.1 主要排放污染物及其危害
    3.2 采用标准
        3.2.1 我国《公路隧道通风照明设计规范》控制标准
        3.2.2 日本《隧道设计通风换气篇》的规定
        3.2.3 国际道路协会常设委员会(PIARC)的规定
    3.3 模型构建
    3.4 模拟分析区域
    3.5 成都地区气象条件
    3.6 边界条件确定
    3.7 污染源的计算
    3.8 计算流体力学软件
    3.9 小结
第4章 城市隧道污染物扩散模拟分析
    4.1 不同通风风速条件下污染气体浓度分布
        4.1.1 隧道内部不同轴线上CO浓度分布
        4.1.2 隧道内部不同轴线上NO₂浓度分布
    4.2 不同交通量条件下污染气体浓度分布情况
        4.2.1 隧道内部道路中心线(z=0轴线)CO气体浓度分布情况
        4.2.2 隧道内部道路中心线(z=0轴线)NO₂气体浓度分布情况
    4.3 小结
结论
致谢
参考文献



本文编号：3800367