风环境中城市公交站点处污染物扩散分布的数值模拟研究

发布时间：2018-01-10 19:03

本文关键词：风环境中城市公交站点处污染物扩散分布的数值模拟研究　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近些年来随着生态文明城市建设的不断推进,更加绿色环保的生活方式开始成为城市居民的追求,比如越来越多的乘客在日常出行时都会把公交车作为首选的交通工具。公交车取代私家车的大量使用可以降低能源消耗,减少温室气体的排放,但是乘客在道路两侧的公交站台等候上车时却会受到公交车和其它机动车辆排放污染物的危害。本文以CO为研究对象,采用数值模拟技术研究了不同条件下城市公交站台上污染物浓度分布和乘客的暴露水平,研究结果对充分认识车辆污染物在不同条件下于站点附近的运动与扩散行为,制定使人群避免暴露在高浓度污染物环境的策略具有重要意义。本文的主要工作如下:首先对没有公交车停靠的站台进行模拟,结果发现站台上的CO浓度只与环境的背景浓度有关,风速、风向的改变对浓度分布没有影响,主要是因为站亭结构无法对污染物产生有效的聚集作用。风速的提高能够扩大CO的分布范围,使乘客呼吸高度上的CO浓度快速达到稳定;风向的改变影响CO的浓度分布形式,并且会造成局部浓度升高;当公交车的停靠位置发生变化时,不同位置站立的乘客其呼吸高度上CO浓度的改变程度不同;公交车的尾气排放管由左侧移动到右侧时,乘客呼吸高度接触到的CO浓度会降低;当两辆公交车怠速停靠时,车体的遮挡作用会使CO在站台处大量积聚。本文还计算分析了各个因素对乘客CO吸入量的影响,结果发现风速和风向对吸入量的影响程度在不同乘客处十分接近,停靠车辆数对于在车尾附近站立乘客的CO吸入量影响很大,而靠近车头站立乘客的CO吸入量主要受到公交车停靠位置的影响。当站台旁边有公交车停靠时,车体的遮挡会使道路机动车排放的CO在站台上聚集。建筑物周围流场对于怠速公交车排放的CO在站点处扩散分布的影响十分明显,对于迎风侧公交站台来说,CO首先在车尾处聚集,然后顺流扩散,对站亭内部区域基本不造成影响。站台与建筑物之间的间距越大,CO在车尾的形成的高浓度区域就越靠近站台。当公交站台位于建筑物背风侧时,CO的浓度分布会随着站台与建筑物之间的间距而变化。当公交站台位于道路交叉口附近时,站台上CO浓度的首要影响因素是站台与建筑物的位置关系,建筑物背风侧公交站点处的污染状况始终比较严重。在公交站点分别处于交叉口上下游时,站台上的CO浓度和乘客吸入量表现出了一定的差异:上游情况下的CO浓度更容易受到风向变化的影响,而对于下游情况,站台等待乘客CO吸入量总体较小,但对于风向的改变比较敏感。此外,本文利用动网格技术模拟了公交车的进出站运动,研究发现,乘客站立位置离车尾越近,呼吸面上CO浓度的峰值就越大;离车尾越远,乘客呼吸面上的CO浓度保持较高水平的时间越长。公交车怠速停靠的时间越长,乘客呼吸高度面的CO浓度有可能出现陡增;当排气管位于车尾右侧时,CO在各个乘客呼吸面上呈现出的浓度增减规律大体相似,但整体浓度较排气管位于左侧时有明显提高;有环境侧风时,不同乘客呼吸面的CO浓度数值比较接近。延长怠速停靠时间、改变排气管位置和加入环境侧风都会使乘客的CO总吸入量增加。
[Abstract]:In recent years , with the development of eco - civilization , the more green and environmentally friendly way of life began to become the pursuit of urban residents . As a result , the influence of the concentration of CO on the platform was studied by using the numerical simulation technique . The longer the CO concentration on the passenger ' s breathing surface , the longer the vehicle ' s idling stop , the higher the CO concentration of the passenger ' s breathing height surface . When the exhaust pipe is located on the right side of the vehicle tail , the concentration of CO on the breathing surface of each passenger is substantially similar , but the CO concentration value of the different passenger breathing surface is close to each other when the exhaust pipe is located on the right side of the vehicle tail . When the exhaust pipe is located on the right side of the vehicle tail , the CO concentration value of the different passenger breathing surface is close to each other . The increase of the total CO intake of the passenger is increased by changing the idle stop time , changing the position of the exhaust pipe and adding the ambient side wind .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X169

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