山体尾流对烟羽扩散影响的风洞实验

本文以中性模拟的相似参数为判据,用四种不同的方法探测组合山体的流场.根据探测结果,探讨了尾流的结构并进行了较细致的区划.指出复杂地形的摩擦速度(u~*)在近地层不为常数.文中还讨论了尾流中扩散参数的变化及烟羽轴线下倾角分布,指出用修正的高斯烟羽模式描述尾流浓度场的可行性.风洞的实验结果与现场实验结果基本一致.     

建筑间距对大气流动及输移特性影响的模拟研究

采用修正的k-ε湍流模型对不同建筑间距情况下的大气流场、污染物浓度场进行模拟研究。模拟研究结果表明,气流遇到建筑物发生绕流,风速为3m/s的气流在建筑物附近的最大抬升速度达到1.98m/s,气流绕过建筑物后湍动能增强,建筑物后污染物的扩散区域变大;建筑物的布局对气流流动和污染物浓度分布有着很大影响,在不同建筑间距情况下,建筑物尾流区的流场形态有着明显的不同,尾流区内污染物的分布也存在差别。研究结果对认识多个建筑物附近的气流和污染物分布有重要意义。     

地形和逆温层对兰州市污染物输送的影响

结合兰州市地理和气候环境,给出了兰州山谷Froude数的范围.并根据气流到达山体时 爬升或侧绕的临界Froude数大约为1的基本认识,揭示了山体高度、逆温层强度和地面水平风 速对Froude数和水平输送的影响以及在几个假定的山体高度下Froude数随逆温强度和地面水 平风速的动态分布特征.同时,说明了污染物临界高度和烟囱临界高度对山体高度、逆温层强 度和地面水平风速的依赖关系.通过敏感性试验,发现了对气流输送有重要影响的逆温强度和 山体高度及水平风速的关键值.     

基于LES的建筑物周围监测站点代表性的研究

文章通过利用大涡模拟的方法,研究了不同建筑物高度和不同风速对建筑物周围流场的影响,并结合国控监测站点实测数据分析,探讨建筑物对监测点代表性的影响。结果表明:(1)在建筑物侧面和顶部区域风速明显增大,空腔区内流速明显降低,在建筑物背风侧尾流区随着气流逐渐远离建筑物,速度值与来流风速一致。(2)建筑物影响的绕流区范围与来流风速基本无关,主要受建筑高度影响;空腔区向下方向延伸的范围和横向范围分别是建筑物高度2.0~3.0倍和2.7~4.0倍,垂直向范围约是建筑物高度的1.3~1.6倍。(3)建筑物建成后监测点附近的流场和污染物浓度分布均发生明显变化,建筑物建成后局地风速明显降低、污染物浓度显著增加,使得监测点观测的监测数据不能代表该地区的空气质量水平,影响其代表性。     

挡风网和它的庇护效应

风障对散料堆场的庇护效应取决于风障尾流区的长度即有效遮蔽距离和降低来流风速。文中讨论了影响尾流结构的因素，如风障的开孔率、形状、地面粗糙度、大气稳定度等。介绍了煤堆场应用挡风网的风洞研究结果。     

格子玻尔兹曼方法(LBM)及其在微通道绕流中的应用

介绍了格子玻尔兹曼方法基本理论与计算方法,并建立了D2Q9计算模型,对宏观尺度及微通道中的非稳态绕流进行了数值模拟,得到了绕流过程的速度分布和涡量分布等信息,对流场结构、固体阻力、尾涡脱落等变化规律进行了分析。结果表明,格子玻尔兹曼方法以其计算稳定、效率高等优势能够应用于微反应器领域的数值模拟;同等液相停留时间条件下,微反应器中的圆柱绕流湍动程度明显降低,未形成周期性涡流,流动更加均匀稳定,有助于实现化学反应的精确控制。     

复杂地形高含硫输气管道环境风险事故模拟

以四川“普光气田”高含硫输气管道为研究对象,采用地随坐标三维客观诊断风场以及Lagrangian 烟团模型,对复杂地形区高含硫输气管道发生断裂事故的H2S 扩散情况进行了模拟.结果表明,H2S 的分布并非主要发生在下风向区域,而是由于受山体阻挡,在山前堆积或发生翻越、绕流呈跳跃式分布.山腰接近山顶和低洼河谷处断裂点模拟对比表明,断裂点越高,污染物扩散条件越好.风险敏感点的分布决定管道断裂环境风险大小,将H2S 扩散结果与研究区内居民点分布相结合,综合判断位于高处的断裂点环境风险小于低洼处点,因此建议管道建设沿地势较高的等高线进行敷设.     

怠速时汽车污染物在排气尾流中扩散特性的数值分析

利用k-ε湍流模型对怠速条件下汽车排气污染物在排气尾流中的扩散特性进行了研究.汽车尾流中CO₂浓度变化规律的模拟计算结果与实测数据具有很好的一致性.数值分析了排气浓度、速度、方向以及侧风强度等对怠速条件下汽车污染物在排气尾流中扩散的影响.研究结果表明,排气出口污染物浓度的变化将改变排气尾流中污染物浓度的大小,但尾流扩散区域的结构基本保持不变;排气速度会直接影响到污染物在尾流下游的穿透距离及显著向上扩散的位置;相对排气浓度和排气速度而言,排气方向对尾流结构及污染物在尾流中的扩散与分布具有更大的影响;侧风对排气尾流的结构同样具有重要的影响,它可以有效地改变汽车排气尾流的扩散方向和污染物的浓度分布.     

怠速条件下汽车排气污染物在排气尾流中扩散特性的实验研究

通过实验的方法对怠速条件下汽车排气污染物在排气尾流中的扩散特性进行了研究.测定了怠速条件下汽车排气尾流中的污染物体积分数及其分布,并比较分析了3种不同类型汽车的污染物排放体积分数及其变化.实验结果表明,怠速时汽车排气尾流中的污染物体积分数按照近似指数函数的趋势迅速降低到接近大气背景值;不同类型汽车排气尾流中的污染物体积分数的差别非常明显;排气方向对汽车排放污染物的扩散及其分布具有重要的影响.研究工作可以为怠速工况下汽车排气污染物对周围环境的影响评价提供更多的有用信息.     

九江电厂对庐山自然保护区的污染预测——复杂地形扩散模式CTDM应用研究

本文使用美国环保局(EPA)1987年颁布的复杂地形扩散模式CTDM分析了九江电厂第一、二期及待扩建的第三期工程所排放的SO_2对庐山自然保护区的可能影响.计算表明CTDM模式功能全、使用方便,输入参数的要求易于达到,输出的翻越及绕越山体烟流中的SO_2浓度分布清晰合理,值得推广应用.     

基于CFD方法的燃煤电厂烟气排放数值模拟

为研究燃煤电厂的烟气扩散,采用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法对燃煤电厂烟气排放中污染物（包含气态污染物和固态颗粒物）的扩散形态进行模拟.燃煤电厂的排烟方式主要有烟塔合一和烟囱两种,根据几何参数建立烟塔合一及烟囱的数值模型,采用纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations,N-S equations）求解流场及气态污染物浓度场,采用离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）计算固态颗粒污染物运动轨迹.结果表明:对于气态污染物,由于冷却塔下游漩涡的卷吸作用,采用烟塔合一排放的烟气最大浓度和超标范围随环境风速的增加逐渐增大,不利于烟气扩散.但随着环境风速的增加,空气的对流作用逐渐增强,从而加速了烟气的扩散.在漩涡和环境风的综合作用下,烟气的最大浓度和超标范围在环境风速为6 m/s时达到最大值,随后随着环境风速增加而减小.采用烟囱排放的烟气由于漩涡作用很小,因此其最大浓度及超标范围随风速的增加呈递减趋势.得益于烟气在冷却塔内的预扩散,采用烟塔合一排放的烟气最大浓度比采用烟囱排放的烟气最大浓度低将近1个数量级,但这种优势会随着环境风速的增加而减小.对于固态污染物,冷却塔后方的漩涡会加速颗粒物的扩散,因此采用烟塔合一排放的颗粒物的扩散状态远优于采用烟囱排放的颗粒物的扩散状态.      

垂直切变风场中大气污染物输送扩散的分层模式

应用分层处理法,将大气边界层中水平流场有明显转折的层次定为分界层,建立了污染物输送扩散的分层模式。研究结果表明,当上、下层流场一致时,本模式的解与传统模式基本一致。而当上、下层风向不一致时,污染物的横向散布范围被加大,地面污染轴线将随着距离增加逐渐向下层风的下风向偏移。     

扩散法测定沈阳市环境空气中的二氧化氮

被动式个体采样器（passive personal sampler）是基于气体分子扩散或渗透原理,采集空气中气态或蒸汽态污染物的一种采样方法,它不使用任何电源和抽气动力,是一种无泵采样器,可连续采样,并可作为环境空气质量评价的监测。国内外开展室内被动式扩散采样器的研究和应用的文章很多,并逐步应用于室内环境空气的监测方面,特别是对人体健康的影响评价。但是,在使用中要特别注意风速对气体污染物的采样速率的影响,为此文章介绍了利用中国预防医学科学院环境卫生监测所研制的室内分子扩散采样器[1],并自制挡风筒,使分子扩散采样器暴露在一个恒定的风速环境中,排除风速对采样速率的影响,应用于室外环境监测沈阳市环境空气中的二氧化氮的方法。经实验室性能评价能够满足实验室测试的要求,并经有动力的溶液吸收管法现场对比测试,两种测试结果一致。为室外环境监测二氧化氮提供了一个经济、准确,有实用价值的采样方法。     

奥运期间北京典型交通环境气态污染物特征及人体吸入剂量

为了评估2008年奥运会期间北京市机动车控制措施效果,对不同控制措施阶段北四环道路的气态污染物进行监测,并同步采集车流与气象信息.基于监测结果归纳气态污染物特征,分析控制措施的影响,并计算高峰小时与日间小时平均污染物人体吸入剂量.结果表明,控制措施全面实施期间(Ⅲ阶段)北四环路日间平均车流量下降约22%,其中轻型车流量降低约43%.与之相对应,北四环CO、NOx、NO2的浓度水平范围分别是0.10～3.94,0.002～0.139,0.002～0.099mg.m-3,较奥运前(2008年5月)监测浓度显著下降.其中,奥运赛事期间(Ⅲ-2阶段)CO、NOx、NO2平均浓度降幅最大,分别达到63%,71%和70%.奥运期间(Ⅲ阶段)CO与NOx的单人与总人群的高峰小时和日间平均小时吸入剂量较奥运前(2008年5月)均有显著下降,其中CO单人高峰小时与日间小时平均吸入剂量降幅分别是63%和81%;NOx单人高峰小时与日间小时平均吸入剂量降幅分别是58%和55%.区域总人群的吸入量也同比例下降.奥运期间严格的交通控制措施大幅削减了机动车污染物排放量,从而降低了道路交通环境机动车尾气污染引起的人体吸入剂量.     

结合激光雷达分析2014年春季南京地区一次大气污染过程

利用环境监测数据、气象数据以及数值模拟结果,结合激光雷达数据反演的气溶胶消光系数,分析了2014年5月26日至6月1日南京地区一次典型的大气污染过程.本次污染过程受到外源性沙尘和烟尘输入以及本地污染排放叠加影响.气象因素对污染物的生消起到了重要作用,低压、逆温等因素阻碍污染物扩散,最终强降雨的出现使本次污染过程终结.整个污染过程中大气边界层高度偏低且变化不大,大气形势稳定,污染物扩散困难.激光雷达可以有效探测气溶胶的垂直分层结构,能直观准确地反映出污染物的分布聚集情况以及时空变化,对大气污染监测具有重要意义.     

海洋柱体结构壁面污染物对流扩散的数值模拟

对于柱体绕流问题,国内外学者已经进行了大量研究,但对柱体表面涂料对海洋环境产生的污染问题却少有研究。本文对二维圆柱绕流作用下壁面污染物扩散引起的浓度场进行了数值模拟,在雷诺数为75～175圆柱绕流产生的振荡涡流场中,将圆柱表面污染物质作为壁面污染源,进行了多种振荡涡流场条件下浓度场的计算,分析了浓度场与涡流场之间的关联及其分布规律。数值模拟结果表明,在振荡涡流场的作用下,污染物的浓度分布与涡的分布同步,漩涡中心的浓度值相对较高,漩涡边缘的浓度值相对较低。随着雷诺数的增加,涡心附近的浓度值呈下降趋势。     

应用发烟照相法研究冲洪积扇秋季大气扩散规律

对秋季冲洪积扇地形下污染物扩散问题的处理,需要加强扩散参数的研究。本文应用发烟照相法研究垂直扩散参数,对其理论曲线与实验曲线进行了比较,对下风向轴线浓度理论值与实验值进行了讨论,认为冲洪积扇的地形和稳定度状况,比平原有利于污染物的扩散稀释;洪积扇地形下研究大气扩散,1km内需用实测的扩散参数来进行计算污染物的扩散,1km以远引用理论值是可以接受的。     

转炉钢渣回收风淬水冷工艺的排风量确定

转炉钢渣回收风淬水冷工艺过程中产生有水蒸气、余热、烟尘等多种工业污染物,工艺排风量确定受到工艺生产过程阵发性、烟气温差大、水蒸气含量多等因素影响。通过研究工艺过程热风平衡,分析确定了工艺过程排风量,其中考虑了分散钢渣液进入排风罩内的压缩空气量、钢渣水冷粒化过程产生的过热水蒸气量以及保证罩内负压的排风量。结合工程实例进行了设计计算。     

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.      

城市污水处理过程中恶臭气体释放的研究进展

长期以来,我国城市污水处理相关工作人员职业病频发,与城市污水处理过程中会释放出大量的有毒有害气体有重要关系,我国现有的《城镇污水处理厂污染物排放标准》对水质排放指标作了明确规定,但对于污水处理过程中释放的气体污染物的类型及排放限值缺少详细说明.本文对城市污水处理厂不同污水处理工艺及不同污水处理单元在运行中所释放的气体污染物的特征进行了归纳总结,阐述了城市污水处理厂释放的主要恶臭挥发性有机物的产生途径、释放量及影响因素,并指出目前城市污水处理厂释放的气体污染物主要通过尾气末端收集综合处理的方式进行治理,而对于工艺运行参数与气体污染物释放特征之间的相关性关系仍需深入研究.