大气风场及污染物扩散的数学模型研究[1]

  本文关键词：大气风场及污染物扩散的数学模型研究，，由笔耕文化传播整理发布。

2002年12月第21卷第04期包头钢铁学院学报

JournalofBaotouUniversityofIronandSteelTechnologyDecember,2002Vol.21,No.4

文章编号:1004-9762(2002)04-0376-04

大气风场及污染物扩散的数学模型研究

刘长威,陈义胜,胡银枝

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(1 包头钢铁学院科研处,内蒙古包头 014010;2 包头钢铁学院冶金工程研究所,内蒙古包头 014010)

关键词:大气风场;污染物扩散;数学模型中图分类号:X132 文献标识码:A

摘 要:在湍流模型的基础上建立了大气风场数学模型和与之耦合的污染物扩散数学模型 模拟给出了一个开放空间内风遇地面建筑物的绕流过程,以及由建筑物中排放出的污染物在空气中的扩散过程

Themathematicalmodelstudyofpollutingfountain

diffusionconcentrationinairpollution

LIUChang wei,CHENYi sheng,HUYin zhi

014010,China)

Keywords:flowfield;pollutingfountaindiffusion;mathematicalmodel

Abstract:Basedontheturbulentmathematicalmodel,themodelsofairflowfieldandpollutingdiffusionwerebuilt.Processesintheopenspaceweresimulatedwhichincludedboththewindflowdetourwhilepassingthroughbuildingsonthegroundandthediffusionofpollutantssentoutfromthebuildingsintotheair.

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(1.DepartmentofScientificResearch,UISTBaotou,Baotou014010,China;2.InstituteofMetallurgicalEngineering,UISTBaotou,Baotou

分析和预报污染物在大气中的扩散过程必须要考虑大气自身的运动特点,只有掌握了大气的运动规律才能很好地研究污染物扩散以及污染源对周边环境的影响 目前,国内外多数学者普遍采用传统的高斯模式来研究污染物在大气中的扩散问题,而高斯模式是基于对大气流动、下垫面条件和污染物扩散等几点假设的前提下建立的,因而,在应用过程中存在一定的局限性

[1~3]

迎风面积;(3)大气层结造成的空气上下对流作用对近地面风场影响相对于主风向风力影响可以忽略;(4)在选取相对建筑物足够大的范围研究近地风场时,可以近似认为风沿主风向平行流动

1 1 风场数学模型

1 1 1 基本假设

基于以上对近地风场特点的分析,在模型建立中提出如下几点假设:

(1)在研究区域内,上部自由界面没有物质交换;(2)在选取的足够大的研究区域内,沿主风向的2个侧面近似为对称面 1 1 2 数学模型

连续性方程:

( uj)=0;j

动量方程:

(1)

随着计算技术的飞速发展,应用数

学模型,通过计算机模拟来分析大气污染的过程已成为研究大气污染的最有效手段之一[1,4]

1 大气湍流流动过程的数学描述

对于近地面局部区域的大气运动规律应该具备这样的特点:(1)地面是风场的固体边界,具有湍流流动固体边界的作用

[5]

;(2)地面上的建筑物对风场

有扰动作用,扰动作用的大小取决于建筑物高度和

收稿日期:2002-10-03

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