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。     

基于AERMOD的城市固体废弃物处理场空气污染扩散研究

通过对长沙城市固体废弃物处理场的周边区域地面气象观测和高空气象探测一年的资料进行分析,并结合国家气象观测站网构建了垃圾填埋场的小尺度气候模型,结合观测场气候空间特征,文章研究了固体废弃物处理场周边的小尺度气候条件,并应用AERMOD大气扩散模型,研究并验证了固体废弃场在山地气候条件下的恶臭扩散过程,得出了该污染源恶臭浓度受气候影响较明显,且在气温、风速风向等气象条件,恶臭扩散表现出不同的气候条件下的时空分布特征。     

城市交通十字路口处污染物分布数值模拟

运用描述湍流运动的k-ε双方程模型,模拟计算某城市以公路为线性污染源十字路口处在两种不同风向影响下流场和浓度场分布。方案一中,气流绕过建筑物时在建筑物后会形成明显的涡流,污染物容易在此附近聚集。高浓度带位于两排建筑物之间靠外侧,最大达2.9440μg/m3。方案二中,由于建筑物的位置与风向的关系,气流在建筑物背面形成的涡流不明显,后排建筑物背风面附近以及建筑物之间下部附近的风速较小,易形成高浓度带。高浓度带主要位于下部两建筑物之间一带,以及后排建筑物背风向附近,最大达2.6402μg/m3。方案二明显更有利于污染物的扩散。因此,风向倾斜进入建筑群时,湍流作用减弱,风的迁移作用增强,有利于污染物的扩散。在实际中若建筑物迎风向的表面形状接近梭形,则可促进风对污染物的扩散作用,从而改善建筑物周围的环境空气质量。     

风向对街谷内颗粒物扩散的DPM数值模拟研究

该文基于CFD软件,建立城市街道峡谷颗粒物扩散的三维模型,采用标准k-ε两方程模型模拟城市街谷内的连续气流场,在此基础上采用离散相模型(DPM)对高宽比为2的街谷内颗粒物浓度场进行了数值模拟,给出了不同风向下空气流场和迎风壁面、背风壁面以及人体呼吸高度处街谷颗粒物浓度的分布。计算结果表明,风向对街谷壁面颗粒物浓度的分布有着显著影响:0°风向下风速为0.4m/s时,街谷壁面颗粒物积累浓度最大,流场呈现出明显的二维特性,不利于颗粒物扩散;其次是45°风向2 m/s风速;90°风向下风速为6m/s时最有利于街谷颗粒物浓度的扩散。外部大气湍流的驱使使得垂直风向街区内产生强烈漩涡,导致相同风速下街谷背风壁面颗粒物浓度均高于迎风壁面颗粒物浓度。     

城市垃圾中转站选址研究

城市垃圾中转站的合理布局可以节省大量垃圾转运成本。对垃圾中转站选址的限制因素、选址理论、选址模型及其算法等几个方面进行了详细的分析和探讨。垃圾中转站选址的限制因素有：选址要符合城市建设总体的规划,具有良好的自然地理与地址条件,满足转运量的要求,具有较好的外部条件,应当满足社会和法律的要求。垃圾中转站的选址理论发展,首先是单准则的问题的研究,然后发展到研究多准则影响下的选址问题。关键是垃圾中转站选址模型及其算法的研究。选址布局直接关系到垃圾清运的费用。     

城市街道峡谷内机动车排放污染物的扩散规律

街道峡谷中机动车排放污染物的扩散取决于屋顶风向和风速,并受街道峡谷宽高比、峡谷两侧街区建筑物高度的对称性和高度分布及街区形状等因素的影响.街道峡谷宽高比接近1时,递升型峡谷以及宽阔街道有利于污染物的扩散;可以通过改变街道线源附近街区内建筑物的高度来明显降低污染物浓度.城市建筑规划中若科学考虑上述影响可以减少街道峡谷内污染物的积聚.      

浙江金塘港海域溢油扩散数值模拟研究

本文针对浙江舟山澳洲活牛进境加工项目可能的溢油事故,预测分析溢油油膜的扩散漂移对周边海域的影响。首先采用MIKE21 HD模块建立了舟山海域二维潮位模型,在利用实测水文数据对模型验证的基础上,通过MIKE OS模块模拟溢油油膜的扩展、输移和风化过程,计算了在航道和靠泊平台发生溢油时不同工况下油膜的扩散输移过程。对比分析计算结果表明:油膜的扩散输移与油品泄漏地点、溢油发生时刻、流场特征以及风速风向相关;静风时,油膜运动由涨、落潮流主导,随水流流动扩散输移,24 h最大扫海面积为195.74 km2;夏季主导风向SE向风条件下,向杭州湾开敞水域输移,不受岸线和岛屿的阻挡,扩散范围更广,24 h最大扫海面积为209.71 km2;不利风向NW向风条件下,油膜在金塘岛南侧岸线和周边岛屿沿岸堆积,24 h最大扫海面积为131.99 km2。     

自动气象站非规范算法对风观测数据质量的影响

目的弄清非规范算法对风观测数据质量的影响程度。方法采用规范方法和二种非规范方法同时统计长期正常采集的风向风速数据,统计每月16位风向的极大风速及其对应的风向和时间、最大风速及其对应的风向和时间、2 min平均风速、10 min平均风速、含静风的风向频率等参数,并绘制相应参数的风玫瑰图,比较不同算法、相同参数的风玫瑰图,探讨算法间的误差。结果风速简单滑动平均法、风向矢量滑动平均法对16位风向上极大风速、最大风速、10 min平均风速的统计结果与规范方法很接近,而风向、风速简单滑动平均法对上述5种参数的统计结果与规范方法都有很大差异。结论自动气象站非规范算法会降低风观测数据质量,加强自动气象站供货商资质管理是提高气象观测数据质量的基本保障。     

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。     

广州地区灰霾与清洁天气变化特征及影响因素分析

利用2006~2010年广州气象站逐时地面风场、湿度、能见度观测资料和2006~2009年珠江三角洲其他33个地面观测站风场观测资料,通过对灰霾与清洁天气过程的风速风向进行统计分析与矢量和分析,研究了广州地区灰霾与清洁天气过程的变化特征及影响因素.结果表明:灰霾天气过程在干季发生较频繁,主导风向为东南及东南偏南风,风速一般在1.5m/s以下,静风频率大于多年静风频率;灰霾天气过程风矢量和较小,扩散条件较差.清洁天气过程主要出现在湿季,风速普遍较大且主导风为东南及东南偏南风,干季也可以出现清洁天气过程,主要为较强的北风及偏北风;清洁天气过程风矢量和较大,有较强的平流输送.     

厌氧-混凝-高级氧化对转运站污水恶臭处理效果

以总还原硫(TRS)为考察指标,分析了基于厌氧-混凝-高级氧化工艺的中试系统各处理单元对转运站污水中恶臭物质的处理效果。转运站污水中,TRS总量为0.602 mg/L水,而经过厌氧、混凝、高级氧化等处理单元后依次为4.167,3.513,0.168 mg/L水。厌氧对含硫有机物的降解是恶臭物质产生的重要过程,混凝过程对污水恶臭去除作用很小。相比于混凝出水,高级氧化对恶臭物质去除率在95%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.     

城市固体废物处理处置设施恶臭污染评估指标体系研究

基于恶臭物质的嗅阈值,建立了针对城市固体废物处理处置设施的恶臭污染评估指标体系,重点包括基于阈稀释倍数的理论臭气浓度及其计算方法,指标恶臭物质的筛选方法,以及反映嗅觉感受的臭气指数及其计算方法等.并通过生活垃圾填埋场和中转站恶臭物质监测结果,展示了该指标体系在固体废物处理设施恶臭污染评估中的应用,为恶臭污染的预测,模拟与评估提供了定量化的科学方法.     

生活垃圾收运过程中恶臭暴露的健康风险评估

通过现场采样检测,研究了生活垃圾收运链中氨、硫化物、萜烯化合物、芳香烃、醇类化合物、挥发性有机酸、醛酮类化合物等7类恶臭物质的组成特征;分析了收运链不同环节中恶臭污染物的分布特征及操作方式对其影响;依据恶臭污染物的分布特征,评估了生活垃圾转运场所职业暴露人员的致癌和非致癌风险,并对结果进行了不确定分析.结果表明,收运过程中,末端垃圾码头的恶臭污染物比前端的垃圾箱房高1个数量级以上,与生活垃圾在收运过程中降解程度逐渐提高相对应;不同类别恶臭污染物中,醇类化合物随收运链的延伸而稳定上升,挥发性有机酸(VFAs)和芳香烃化合物则呈阶跃增加,分别在集装箱码头和散装码头处达到峰值(分别为131, 711μg/m3).收运链前端,垃圾箱房的主要致臭化合物为醛酮类化合物;收运链末端,垃圾码头的主要致臭化合物为硫化物和挥发性有机酸.生活垃圾散装运输操作方式,对作业人员和周边人群可能造成较大健康影响.散装码头处恶臭污染导致的致癌和非致癌风险值最高,致癌风险值LCR总为2.64×10-5,超过生活垃圾收运链中的其它作业点,存在较大的健康风险;非致癌风险值HI总为3.01,集装箱码头处的HI总为1.22,超过了USEPA推荐的可接受范围,其余作业点的非致癌风险值HI总<1,在可接受的范围内.     

Effects of building aspect ratio, diurnal heating scenario, and wind speed on reactive pollutant dispersion in urban street canyons

A photochemistry coupled computational fluid dynamics (CFD) based numerical model has been developed to model the reactive pollutant dispersion within urban street canyons, particularly integrating the interrelationship among diurnal heating scenario (solar radiation affections in nighttime, daytime, and sun-rise/set), wind speed, building aspect ratio (building-height-to-street-width), and dispersion of reactive gases, specifically nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO₂) and ozone (O₃) such that a higher standard of air quality in metropolitan cities can be achieved. Validation has been done with both experimental and numerical results on flow and temperature fields in a street canyon with bottom heating, which justifies the accuracy of the current model. The model was applied to idealized street canyons of different aspect ratios from 0.5 to 8 with two different ambient wind speeds under different diurnal heating scenarios to estimate the influences of different aforementioned parameters on the chemical evolution of NO, NO₂ and O₃. Detailed analyses of vertical profiles of pollutant concentrations showed that different diurnal heating scenarios could substantially affect the reactive gases exchange between the street canyon and air aloft, followed by respective dispersion and reaction. Higher building aspect ratio and stronger ambient wind speed were revealed to be, in general, responsible for enhanced entrainment of O₃ concentrations into the street canyons along windward walls under all diurnal heating scenarios. Comparatively, particular attention can be paid on the windward wall heating and nighttime uniform surface heating scenarios.     

城市街道汽车污染扩散规律模拟研究

如何简单而准确地模拟城市街区污染的扩散规律,对于城市汽车污染控制决策具有重要的意义,从大量实测数据,分析了风速风向等影响街道峡谷污染物扩散的主要因素,采用丹麦开发的街道峡谷模式ＯＳＰＭ,对汽车污染扩散规律进行模拟研究。与北京实测数据对比结果表明,该模式较好地模拟昼间风速风向对街道峡保内汽车污染扩散的影响,比较准确地反映了峡保中流场的主要特征,以及汽车排放污染物的扩散规律,污染物浓度与风速的倒数摈心     

城郊道路交通污染个例分析

为建立和研究适合地面道路的宽路幅、高等级、支路多等特点的大城市城郊道路交通大气污染扩散模式,选取了受环境外来源影响较小的上海市沪青平公路的徐泾段,作交通大气污染实测和相关气象因子项目的观测。在获得详细实测结果的基础上,以NOx为例分析了大气稳定度、风向、风速、交通量对城郊地面道路交通污染扩散的影响。     

广东某大型铜漆包线生产线有机废气治理工程

广东金雁电工有限公司是我国生产铜漆包线电缆的十大企业之一,该厂对漆包线生产过程中所产生的以苯、甲苯、二甲苯等苯系物为主的有机废气采用"低温催化燃烧+植物提取液高能雾化吸收"的处理工艺,在常规低温催化燃烧有机废气的基础上,运用植物提取液超微气态分散的原理,强化吸收净化废气并消除燃烧臭味。经过治理,苯、甲苯、二甲苯排放浓度均低于DB 44/27—2001《广东省地方标准大气污染排放限值》污染源二级排放标准限值,并消除了臭味的影响。该工艺具有运行可靠、去除效率高、成本低廉、管理方便等优点,值得在国内同类废气治理中推广应用。     

Buoyancy and turbulence-driven atmospheric circulation over urban areas

In the buoyancy and turbulence-driven atmospheric circulations (BTDAC) that occur over urban areas where the approach means wind speeds are very low (less than turbulent fluctuations and typically < 3 m/sec), the surface temperatures are significantly higher than those in the external rural areas, and the atmosphere above the mixing layer is stably stratified. In this paper, the mechanisms of BTDAC formation are studied through laboratory experiments and modelling, with additional low-level inflow from external rural areas and a divergent outflow in the opposite direction in the upper part of the mixed layer. Strong turbulent plumes in the central region mix the flow between lower and higher levels up to the inversion height. There are shear-driven turbulent eddies and weaker buoyant plumes around the periphery of the urban area. As the approach flow is very weak, the recirculating streamlines within the dome restrict the ventilation, and the dispersion of pollution emitted from sources below the inversion height leading to a rise in the mean concentration. Low-level air entrained from rural areas can, however, improve ventilation and lower this concentration. This trend can also be improved if the recirculating structure of the BTDAC flow pattern over urban areas breaks down as a result of the surface temperature distribution not being symmetrical, or as the approach wind speed increases to a level comparable with the mean velocity of circulation, or (except near the equator) the urban area is large enough that the Coriolis acceleration is significant.