基于室内装修的室内外空气污染数值模拟研究

发布时间：2017-04-09 02:32

  本文关键词：基于室内装修的室内外空气污染数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于室内装修的空气污染作为当前空气污染研究的热点之一，反映出人类社会活动与室内外空气环境之间的互动关系。室内环境及建筑物周围空气污染的状况，会对家庭内部、小区居民人体健康带来深刻的影响。本文由此出发，以室内装修完成后的室内环境及建筑物周围为研究区域，基于计算机技术，通过理论研究分析、实验和数据处理，并运用多元回归分析预测法和有限元法等方法，对室内污染物浓度变化的数学模型和室外小区空气污染模型进行了研究，并对数值模型进行了数值模拟验证。研究主要包括以下两个个方面的内容，并得出相应的研究结论： （1）室内空气污染物数值模拟研究 通过理论研究分析、实验和数据处理，建立了预测在室内装修完成后某时的房间内污染物浓度的数值模型；通过考虑通风量对特定条件下的室内空气污染物浓度影响进行了模拟实验研究，推导出了通风条件下室内空气污染的数值模拟公式，得到特定条件下通风量引起室内空气污染物浓度变化的一般规律；在短时通风的条件下，，室内空气污染物质（甲醛）在室内的浓度变化与房间的污染物（甲醛）本底浓度值有很大的联系。随着室内污染物质本底浓度的不断降低，在相同的通风时间和开窗面积时，通风后室内的污染物浓度也随之降低，最终达到人体健康标准；利用多元回归分析的方法建立了通风条件下的室内污染物浓度变化的数学模型，在此基础上通过在居民住宅的实地应用和实验室推导的数学模型进行实验研究，并对数值模型进行了数值模拟验证和讨论。 （2）室外空气污染物数值模拟研究 运用质量守恒、动量守恒、能量守恒建立小区内室外污染物微分方程，并运用有限元法中的有限差分法把难以求解的偏微分方程离散化，建立了预测小区内某点某时的浓度的模型；通过在考虑风速对特定条件下的小区空气污染模型进行了模拟试验研究，建立了适合一定条件下小区空气污染物扩散的数学和物理模型，得到了特定条件下小区空气污染扩散的一般规律。并对影响大气污染扩散状况的各个要素进行了分析与探讨；通过求解扩散偏微分方程建立了二维常条件下的污染物扩散问题模型，在此基础上对模型进行了数值模拟验证和讨论。建立的模型可以预测出小区内的污染物浓度随时间和空间变化时的浓度值。 本研究基于计算机技术，综合使用理论研究分析、实验和数据处理相结合进行基于室内装修的室内外空气污染数值模拟的研究，建立模型来描述和预测在小区内室内外新装修的房屋所释放的污染物质在时间和空间上的分布情况，并进行了验证和讨论。从本研究的结果来看，效果较好，证明了计算机技术与多种研究方法的结合使用有着较好的应用前景。
【关键词】：室内装修 空气污染 计算机技术 多元回归分析预测法 有限元法 数值模拟
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X51;X799.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 引论10-16
• 1.1 研究的目的和意义10-11
• 1.2 研究进展11-16
• 1.2.1 室内空气污染影响的研究进展11-13
• 1.2.2 室外空气污染影响的研究进展13-16
• 2 研究方法16-39
• 2.1 室内空气污染物数值模拟研究方法16-27
• 2.1.1 实验假定16
• 2.1.2 实验材料16-18
• 2.1.3 实验方案18-21
• 2.1.4 实验房间布置简图及房间气流流动的基本方式21
• 2.1.5 实验的前期准备21-23
• 2.1.6 房间甲醛本底浓度与房间甲醛浓度之间的关系实验23-25
• 2.1.7 通风时间与房间甲醛浓度的关系实验25
• 2.1.8 通风口面积、房间甲醛浓度、板材甲醛释放系数三者之间的关系实验25-27
• 2.1.9 多元回归分析预测27
• 2.2 室外空气污染物数值模拟研究方法27-39
• 2.2.1 模型的假设28-29
• 2.2.2 模型的分析29-30
• 2.2.3 模型的推导30-33
• 2.2.4 小区内的点源模型33
• 2.2.5 小区内网格的划分33-34
• 2.2.6 扩散模型在小区内的差分离散34-39
• 3 研究结果39-58
• 3.1 室内空气污染物数值模拟研究结果39-50
• 3.1.1 房间甲醛浓度本底值与通风后房间甲醛浓度的数据处理39-40
• 3.1.2 通风时间与通风后房间甲醛浓度的数据处理40-41
• 3.1.3 通风口面积与房间甲醛浓度部分实验的数据处理41-43
• 3.1.4 实验结果43-44
• 3.1.5 室内甲醛污染影响因素多元回归分析44-48
• 3.1.6 模型验证48
• 3.1.7 居民住宅装修实地检测48-50
• 3.2 室外空气污染物数值模拟研究结果50-58
• 3.2.1 模型的求解50-56
• 3.2.2 模型的验证56-58
• 4 结论与讨论58-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

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本文编号：294276