风电场测风塔选址方法

测风塔在风场区安装的位置直接影响到风电场内的风能资源评估的准确性和代表性。本文通过对风电场内各种地形下的风速变化机理进行分析,推荐出测风塔在各种地形下的最佳安装位置的选址方法。     

双进水管系统对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性影响的数值研究

为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征量重点分析排污口附近复杂的流场形态。研究结果表明:双进水管结构中进水管的布设位置对养殖池底部流速分布影响显著,双进水管均布设在圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。     

复杂地形上流场和浓度场的数值模拟应用于环境空气影响评价

利用数值积分方法求解复杂地形上三维大气热力－－动力学方程组以及扩散方程，模拟复杂地形上的流场和污染物浓度场情况，并与现场污染物和污染气象测试结果比较分析，模式计算结果与观测结果基本相符。将该模式应用于扩建工程环境空气影响评价，使评价结果更趋合理，准确，该模式能够反映复杂地形上不同大气稳定度下的污染物输送，扩散规律，因此可作为解决复杂地形上空气污染物扩散的实用方法。     

基于DEM的复杂地形下平均气温分布式模拟研究——以贵州高原为例

影响复杂地形下气温分布与变化的因素很多,其中尤以海拔高度和地形的影响最显著。论文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以复杂地形下天文辐射为起始数据的复杂地形下平均气温的分布式模型,在模型中还考虑了海拔高度、山区太阳总辐射、日照百分率。以地形复杂的贵州高原为例,应用100 m×100 m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年的平均气温精细空间分布。结果表明:①坡度、坡向、地形遮蔽对平均气温的影响较大,由于局地地形因子的影响,复杂地形下平均气温的空间分布具有明显的地域分布特征,地形对平均气温的影响在计算时是不容忽视的,②季节不同,局地地形因子对复杂地形下平均气温空间分布的影响不同,冬半年大于夏半年。平均气温随海拔高度的增加而降低。南坡随坡度的增大而升高;北坡随坡度的增大而降低。在坡向影响上,1—5月、10—12月偏北坡月平均气温偏低,偏南坡月平均气温偏高;7—8月因太阳高度较高,因此出现相反的情况,北坡高于南坡。     

基于复杂地形-气象场的二噁英污染物沉降研究

为了解复杂地形-气象场条件下二噁英类污染物环境影响,选取我国西南某代表性山地,利用CALPUFF预测区域垃圾焚烧、医废与危废项目二噁英类污染物的环境影响,并通过土壤实测数据进行模型分析验证.结果显示：复杂地形-气象场条件下,同一区域不同空间下的风向与风速将会出现明显差异,CALMET气象模块可结合相关资料,模拟计算出可信较高的复杂气象场文件;模型预测显示,在复杂地形-气象场条件下,项目排放的二噁英在土壤中的沉降位置、方向与全年主导风向不完全一致.研究区域土壤沉降量为0.86×10^-3~9.84×10-1ngTEQ/m²;模型模拟医废与垃圾焚烧、危废项目沉降数据与监测数据相关性R分别为0.854,0.287,说明CALPUFF模式在复杂地形-气象场条件下模拟周边土壤二噁英空间分布有一定可信度.     

河谷型城市风场及污染物扩散的CFD数值仿真

为研究河谷型城市地形及其引起的风场和污染物扩散的复杂问题,利用CFD（计算流体力学）方法和复杂地形网格生成技术,建立河谷型城市风场及大气污染分布的数值仿真模型,实现CFD方法在复杂地形空气运动和污染物扩散方面的应用.分别使用LES（large eddy simulation）模型和mixture模型研究兰州市地面风场特征和污染物扩散形态,计算得到的污染物分布结果与实测结果分布一致.结果表明:复杂地形对空气运动的影响很大,如风速因山体屏障作用会呈现带状分布特征,山体后侧易出现弱风区域;同时,风场会密切影响污染物扩散,决定了污染物扩散形态,如幅散能够影响污染物扩散范围及污染水平.而给定西北风条件下,如地面以上10 m、风速为5 m/s、不受地形阻挡情况下,工业区污染物浓度被稀释10倍,约扩散2.2 km;山体阻挡会抑制污染物纵向扩散,表现在山体阻挡情况下污染物稀释100倍时的扩散长度约为相对平坦区域的1/3.此外,不同的入口风向会引起空气运动与山体相互作用发生变化,进而会使得地面风速、局部风场存在差异,造成污染物扩散及分布形态差异.研究显示,CFD方法可行,模型可靠,可以用来研究地形对风场和污染物扩散的影响.      

长江常熟段排污口布置方案数值模拟论证研究

为合理确定常熟氟化工项目排污口布置方案 ,本文在分析长江常热段水环境特征的基础上 ,针对其复杂的水下地形和水流流场 ,建立了较为准确和实用的平面二维水流水质耦合数学模型 ,预测计算了三套方案污水对重点保护水域影响程度和范围 ,并从水流流场、水质影响评价、技术经济多角度对方案进行了比较论证 ,最终推荐污水江中排放的方案 ,为项目的工程设计和环境管理提供了科学依据。     

长江常热段排污口布置方案数值模拟论证研究

为合理确定常熟氟化工项目排污口布置方案，本文在分析长江常热段水环境特征的基础上，针对其复杂的水下地形和水流流场，建立了较为准确和实用的平面二维水流水质耦合数学模型，预测计算了三套方案污水对重点保护水域影响程度和范围，并从水流流场、水质影响评价、技术经济多角度对方案进行了比较论证，最终推荐污水江中排放的方案，为项目的工程设计和环境管理提供了科学依据。     

微细粉尘在静电除尘器中的运动状态分析

为了分析线板静电除尘器中的电流体动力学过程,利用FEMLAB软件对电势泊松方程和电流连续性方程进行联立耦合求解,得到线板放电过程中电场强度分布,估算电晕外区不同粒径粉尘所受到的电场力;利用Fluent软件采用动力风模拟离子风的方法计算放电通道的流场分布,得到空间速度分布图,并分析了气流扰动对颗粒物的运动状态的影响。结果表明:利用动力风模拟离子风流场的分布符合放电环境下离子风的形成过程,该方法可以简化复杂的电流体问题。不同粒径粉尘在电场空间中的运动受到的电场力、离子风力随粒径大小不同而变化很大。研究结果对静电除尘器的改造和设计有很重要的指导意义。     

MM5/CALMET模式系统在风能资源评估中的应用

论文建立了一个适用于区域性风能资源评估的数值模式系统,该系统由中尺度气象模式MM5和微尺度模块Calm et以及风能资源参数计算模块组成。运用该模式系统分别对代表我国沿海风能丰富区的江苏省沿海地区和复杂地形条件下的北部风能丰富区的甘肃省酒泉地区的风能资源进行1 km×1 km高分辨率的逐时模拟,并通过与模拟范围内测风塔观测资料的对比检验该模式系统对我国不同地形条件下的风能资源评估能力。对比结果表明该模式系统可以很好地模拟出这两个地区的风能资源分布情形,不仅各测风塔处的年平均风速模拟值与实测值较为接近,风向频率和风功率密度方向频率也与观测值较为吻合。总体来看,该模式系统对甘肃省酒泉地区的模拟值与实测值的对比结果要优于江苏省沿海地区的对比结果。因此,该模式系统可以用来对我国不同地形条件下的风能资源进行高分辨率的评估。同时通过分析这两个地区70 m高度处的年平均风速、年平均风功率密度、年有效小时数、年发电量的水平分布结果发现,江苏省沿海地区海面上风能资源比陆上沿岸区域丰富,且风能资源沿海岸线往南逐步增加;甘肃省酒泉地区中部的盆地区域由于受南北高山形成狭管效应的作用,风能资源非常丰富。     

复杂地形大气扩散模式在环境影响评价中的应用

基于HJ2.2-2008《环境影响评价技术导则-大气环境》对复杂地形大气扩散模式的规定,对比研究AERMOD、CALPUFF、ADMS模式在流场模拟、地形处理思路和浓度预测方法等方面的异同,系统地提出了复杂地形条件下大气环境影响评价的技术要点,结合案例分析三模式预测的区域最大落地浓度及分布的差异,进一步探讨复杂地形大气环境影响评价存在的问题及解决方案,对做好大气环境影响评价工作具有重要的指导意义。     

电厂项目中有关大气预测技术问题的讨论

本文以某电厂项目为例,探讨了在这类项目中大气预测技术方面应注意的几个问题。首先,在运行估算模式确定项目评价等级和评价范围时,应注意环境温度和污染源位置的选择。而后,探讨了区域替代、上大压小热电联产项目中有关大气环境效益计算时应注意的问题。最后,对利用AERMOD模型在进行电厂项目的大气预测时所应注意的问题进行了简单的讨论,其中包括模型参数的选择、不同下垫面对污染物浓度的影响以及地形对预测结果的影响。     

高空气象和地形数据对ADMS模型预测结果的影响

以某钢铁厂烧结单元SO2评价因子为例,对比分析ADMS模型在高空气象、地形数据等不同取值条件下的预测结果。结果表明:高空气象数据和地形数据对区域网格点最大预测值均有一定影响,复杂地形对预测结果的影响很大,且影响大于高空气象的影响;高空气象数据和地形数据对敏感点预测结果均有一定影响,但变化规律不明显,敏感点预测值有增加和降低两种趋势。     

地形数据输入范围对AERMOD预测结果的影响

为验证复杂地形条件下地形数据输入范围对AERMOD模型预测结果的影响,试验分别给定1个10 m低架源和1个100 m的高架源,在输入10 km×10 km、15 km×15 km、20 km×20 km 3种范围地形数据,其他参数不变的条件下,计算污染源在同样的10 km×10 km区域内小时值、日均值、年均值落地浓度的变化。结果表明,地形数据输入范围的不同对AERMOD模型计算出的污染物落地浓度预测结果有着显著的影响,试验结果中变化的网格点最大占到总网格点的23.96%,变化幅度最大可达99.96%。在某些情况下,很有可能使得部分敏感点计算结果从达标变成超标,从而造成大气环境影响评价结论的误差。通过对AERMOD和AERMAP公式的分析可知,地形数据输入范围对AERMAP确定的受体山体控制高度有一定影响,造成了AERMOD临界分流高度和烟羽权重参数计算值的变化,从而影响了AERMOD对受体处浓度的计算结果。     

基于FLUENT的某实验室尾气扩散规律的模拟

某实验室排放的尾气中含有一定量的二氧化硫,随尾气排放后在空气中扩散,对周围环境产生污染。运用通用流体模拟软件FLUENT计算了实验尾气在大气中的扩散,对N向风和W向风两种风向下的三种不同风速和静风工况下SO2的扩散分别进行了模拟,对所得计算结果进行了可视化,分析了风向和风速对尾气浓度扩散的影响。得出实验室周围环境空气中二氧化硫浓度及空气质量,可以用来评价一楼实验室对周围办公学习人员身体健康的影响。初步结论如下:W向风与N向风对尾气扩散规律的影响明显不同;随着风速增大,室内流场复杂,空气更新加快,污染物浓度降低;静风工况室内空气污染程度远低于有风工况。     

复杂地形大气污染扩散模式选用研究

在大气环境影响评价中,大气扩散和大气湍流受地形因素的影响较大。在以往的大气环境影响评价中,往往只利用现有的理论模型把实际的情况理想化,公式化导致预测的结果和实际情况有较大偏差。地形越简单,偏差越小;地形越复杂,偏差越大。针对以上情况,从相关的模型入手,主要探讨复杂地形条件下,污染物在大气中的扩散,从而研究复杂地形因素在大气环境影响评价等级判定中的应用。通过分析扩散模型的原理及参数、大气稳定度、扩散参数、复杂地形的处理和建筑物下洗等,得出2008版大气技术导则在原理和技术上,比1993版的大气技术导则的先进性、优越性及在今后环境影响评价工作中应注意的细节。本研究的成果对大气环境影响评价工作将起到极大的促进作用。     

三种常用大气扩散模型比较

针对各模型在气象资料使用、风向持续累积影响、地形对烟云阻挡影响、零浓度、上风向浓度和日夜浓度比较等问题,采用实例和设定情景,比较分析了3个常用大气扩散模型ADMS、AERMOD和CALPUFF的计算结果,对模型正常情景下浓度计算、地形对烟云的阻挡、气象资料、地理经度等方面进行了比较分析,有助于客观认识各模型的特点、准确性和局限性。     

湖北省风能资源的高分辨率数值模拟试验

利用边界层模式CALMET耦合中尺度模式MM5对湖北省的风能资源分布特征进行数值模拟,得到水平分辨率1 km、 垂直高度10~150 m覆盖全省的风能资源分布。通过与测风塔对比发现,模式对九宫山7月、 11月的逐时有效风速的模拟相关系数分别为0.59、 0.57;受下垫面复杂地形的影响,10 m高度上的误差最大,50 m高度的模拟效果好于其他高度。70 m高度上数值模拟风速年均误差为7.21%,逐月平均风速误差范围在6.62%~7.30%之间。全省风能资源的总体分布特征是:中东部大于西部,西部的等值线相对凌乱且密集,冬、 春季风速、 风功率大于秋季,西部地区为风资源较贫乏地区。数值模拟结果虽然存在一定的误差,但模拟得到的风能资源分布趋势是符合本地区气候和地形特征变化规律的,可以作为制定区域风电发展规划的科学依据。在进行风电场选址时,对于误差大于平均水平的地区需要多布设测风塔。     

桃花江核电厂冷却塔对近场流动影响的风洞试验研究

采用雷诺数自准准则作为动力相似的判据,对冷却塔等建筑物及周围复杂地形进行风洞模拟.风洞实验采用1:1500的缩比模型,通过模拟实验,研究桃花江核电厂厂址冷却塔等建筑物及山体对厂址近场流场、放射性核素迁移扩散的影响,获得厂址近场大气扩散特征.实验表明:山体(建筑物)的存在引起流场的空气动力学畸变,越过山体(建筑物)各测点...     

不同精度地形数据对复杂地形条件下卫生防护距离计算影响研究

模拟项目在河谷复杂地形与山地复杂地形建设,并采用30 m×30 m精度地形数据和90 m×90 m精度地形数据使用AERMOD分别计算卫生防护距离,卫生防护距离为根据AERMOD模拟出的污染物扩散浓度,测量达到相关标准限值的最远距离得到.计算结果确定地形复杂程度和地形数据精度对卫生防护距离计算有较大影响,在山地地形中卫生防护距离计算结果比河谷地形小,河谷地形应采用90 m×90 m精度地形数据计算卫生防护距离,山地地形应采用30 m×30 m精度地形数据计算.