重气扩散数值模拟模型分析

重气扩散研究旨在为危险性化学品泄漏救援提供科学参考。重气扩散主要研究方法包括试验研究、物理模拟、数值模拟,与试验研究与物理模拟相比,数值模拟的优点在于其成本低、耗时短和重复性高。对重气扩散的数值模拟模型进行归纳和分类,阐述了模型的基本原理,分析了各种模型的优缺点以及使用局限性,并在数值模拟模型的选择上给出建议,为进一步提高重气扩散数值模拟的准确性和重复性提供理论基础。     

重气扩散研究综述

在分析重气形成原因的基础上,对影响重气扩散的因素进行了分析;对目前国外进行的大型重气扩散实验进行了简单的描述,在实验的基础上,对开发的重气扩散模型做了介绍,并对各类模型的优缺点以及基本原理进行了概括;最后提出重气扩散的研究方向.     

建筑扰动条件下大气流动与扩散的CFD模拟

用FLUENT模式对中性大气、单个建筑的气流扰动情况进行模拟,并以风洞试验数据检验模拟效果;将模拟方法应用于类似城市建筑阵列条件的大气污染扩散问题,并且与现场示踪试验比较. 结果表明:FLUENT对建筑扰动条件的平均风场模拟效果良好,FAC2(模拟值与试验值之比在0.5~2之间的比例)在水平与垂直风速下分别达到77.9%与61.0%;对湍流特征量的模拟偏差稍大,K(湍流动能)虽总体偏小,但FAC2仍达到了54.6%. 选择湍流闭合的标准K-ε(ε为湍流动能耗散率)方案、重整化群K-ε方案和雷诺应力模型方案对结果的影响均不大. 采用FLUENT模拟了类似城市街区建筑阵列条件的大气扩散个例, 模拟结果反映了建筑扰动导致的扩散烟流轴线相对于平均风向的非常规偏移,并且扩散浓度与示踪试验结果相符较好,下风向32与63m处的侧向模拟浓度峰值的相对误差分别为72.5%与36.9%. 相比于高斯模式ISC3,FLUENT对复杂建筑阵列条件的扩散模拟结果更符合实际,如污染物向上风向扩散以及在建筑物周围堆积与绕流的现象. FLUENT扩散模拟还显示:近源处相邻建筑街道峡谷中的最大浓度沿下风向“阶跃”式减小,排放源所在街道峡谷中的最大浓度可比相邻街谷中的高几倍甚至1个数量级以上.      

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD (Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.     

轻苯罐车泄漏大气扩散模拟分析和探讨

以轻苯罐车发生连续泄漏为假定事故情景研究对象,采用重气云团平板扩散模型,对事故下风向的轻苯扩散范围和危害区域进行模拟计算,为轻苯泄漏事故的应急预案编制和应急救援提供技术参考.     

交通仿真与GIS在尾气扩散模拟中的应用研究

以机动车尾气扩散模型为核心,采用集成微观交通仿真平台PARAMICS和地理信息系统建立城市道路交通环境模拟系统(UTESS)的方法,将交通仿真技术与GIS技术应用到机动车尾气污染扩散模拟中。以广州市为例,给出了该系统的验证过程与应用实例。文章通过模拟道路下风侧接受点逐时的CO与NOX浓度进行验证,模拟值与实测值的平均相对误差分别为25.1%和15.6%;应用实例采用UTESS模拟路网上空10m高度的CO浓度分布,模拟结果较好的反映了不同路段交通流对CO浓度空间分布的影响。     

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD(Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.     

基于GIS的重气体扩散预测模拟研究

近年来国内环境风险事故频发,凸显了环境风险管理尤其是环境风险控制的必要性。因为针对园区及企业建立环境风险定量化模拟手段具有重要意义。针对目前环境风险管理与突发事件模拟预警的需求,以假定液氯扩散情景为例,结合重气体扩散模拟模型ALOHA与Arc/Info,对重气体扩散的影响范围以及对象进行分析,为工业园区及企业的环境风险防范与应急提供依据。     

重气扩散模型分类方法

在分析重气扩散专家组HGDEG所提出的模型分类方法不足的基础上,根据模型的建模思路及其相互联系,提出了一套重气扩散模型的分类方法,并对各类模型做了简要说明.     

我国南方某填埋场作业面氨气释放和扩散规律分析

为了研究氨气对填埋场周边环境的影响,采用现场静态箱试验测试了杭州市某填埋场作业面氨气的释放速率.把静态箱方法得到的氨气释放通量作为Calpuff模型及高斯模型释放源强,对填埋场中氨气的扩散进行了模拟,并将两种方法得出的氨气扩散范围进行了比较.结果表明:研究区由于气温等原因,氨气释放通量8月最强,1月最弱,两者相差达4倍.Calpuff模拟结果表明源强越大,最终扩散距离越远,且氨气浓度在距作业面300~600 m处达到最大.高斯模型模拟结果表明,该地区大气稳定度较稳定条件下(E级)更有利于氨气的扩散;风速越大,氨气在扩散过程中越易被稀释,最终扩散影响距离越短.大气稳定度为E级条件下,Calpuff模型得出影响距离是高斯模型结果的1.16~1.69倍,高斯模型相对于Calpuff模型低估了该地区氨气扩散的能力.该现场试验和模型模拟的结果对填埋场臭气控制具有重要的指导意义.     

AERMOD大气扩散模型研究综述

AERMOD模型是美国环保局和美国气象学会联合开发的一种大气扩散模型,它采用了最新的大气边界层和大气扩散理论,替代ISC(Industrial Source Complex)模型成为美国的新一代法规模型,该模型已被列入我国环境影响评价技术导则--大气环境(HJ/T2.2-2008)推荐模型之一。国内外针对该模型开展了很多研究,主要集中在:AERMOD模型与其它大气扩散模型的对比研究和评价;AERMOD模型运行所需气象数据的模拟以及AERMOD模型在某些领域中的具体应用。AERMOD模型较我国旧版环境影响评价技术导则--大气环境(HJ/T2.2-93)推荐模型更能反映污染物的实际扩散规律,但由于目前该模型系统在国内的应用不算广泛,而且该模型本身也一直在不断完善当中,因此,为验证它的可靠性、合理性及实用性并确定其预报准确率,建议在该模型推广应用到一个新的地区或城市之前应当经过模型评估过程。     

连续点源烟气空间扩散的模拟

空气质量模式一直是处理大气环境监测问题的关键之一。以连续点源烟气的高斯扩散模式为例,实现其空间分布特性的模拟,比较了不同大气稳定状况、不同风速以及不同点源高度对扩散模式的影响,并在此基础上进行多点源叠加污染模拟,从而有助于空气质量的监测与评价。     

机动车排气污染物扩散模式

机动车排气污染物扩散模式可分为高斯型模式、经验模式、数值模式和箱模式,按此分类介绍了各种模式,并比较了它们的优劣和指出开发新模式的难点及需要解决的问题。     

苏州河纵向离散系数的分析研究

通过对苏州河水文水质资料的分析，并进行了水槽因子影响试验、非定常潮汐水流的模拟试验以及环境水力学理论分析和相似律推算，得到了比较符合实际的纵向离散系数取值范围：苏州河为单向流时K≈（5－35）m^2/s；苏州河在潮流往复作用下，k=(2-12)m^2/s。运用水质数学模型和苏州河实测的水文水质同步资料对纵向离散系数进行了验证。     

几种大气污染扩散模式的应用比较

几种大气污染扩散模式应用比较表明:CAPPS模式应用于国内一些城市空气污染预报,方法简单;NAQPM模式对物理、化学过程的处理、气象场模拟、污染源排放、地域环境特征、数据处理分析与计算均采用较为科学的方案;ISC在污染源排放清单和气象参数确定方面更加细致、准确;ADMS的主要特色是应用的多功能性,主要用于环境容量测算、环境质量评价方面以及大气污染预报等;Models-3模式对各种大气污染物浓度分布实施有效预测,进行较为全面的空气质量控制策略的评估.大气污染扩散模式的不断完善,使得空气质量控制和管理更加富有成果.     

河流一维纵向离散系数的研究方法

综述了多年来一维纵向离散系数的研究方法.介绍了示踪试验、经验公式、潮汐非恒定流动中离散系数等方法.通过对离散系数影响因素的相似分析,对经验公式进行了概化.     

汽车尾气污染地理显示系统的开发研究

利用汽车尾气扩散模型和地理信息系统技术,建立起汽车尾气污染地理显示系统软件(以广州市为例),用户在软件界面上确定选取点或区域后,该软件即通过内部程序进行分析、计算并在界面上形象地表示出汽车尾气污染扩散对该点或区域的影响。本系统能够直观、快速地反映城市交通的大气污染状况,为环境管理和决策部门提供有益参考。