大空间室内污染物浓度与气流组织方式研究

摘要：本文以某工厂的印刷车间厂房为研究对象，利用数值模拟的方法，对厂房的不同气流组织方式进行模拟和比较，以及对污染物的分布情况进行分析研究，得出有利于消除污染物的气流组织形式。     

应用CFD技术模拟新风对室内污染物的排除效果

文章以某工业厂房为例,利用CFD技术对不同新风比下室内污染物的浓度场进行了数值模拟,建立相应的物理和数学模型,并对模拟结果进行了分析,得到了本实例既节能又能满足室内允许污染物浓度要求的新风比,分析了所选气流组织方式下污染物浓度的分布状况。     

应用CFD技术模拟新风对室内污染物的排除效果

文章以某工业厂房为例,利用CFD技术对不同新风比下室内污染物的浓度场进行了数值模拟,建立相应的物理和数学模型,并对模拟结果进行了分析,得到了本实例既节能又能满足室内允许污染物浓度要求的新风比,分析了所选气流组织方式下污染物浓度的分布状况.     

鄱阳湖典型湖流流场与污染物浓度场的数值模拟

本文利用有限差分法分别求解二维浅水方程组和对流扩散方程.模拟鄱阳湖的典型湖流流场和湖水中有机污染物(COD)的浓度场.计算结果与实测数据颇为接近.     

城市建筑布局对街区交通污染物扩散特征的影响

该文采用CFD数值模拟技术对3种典型城市布局下街谷风环境与污染物扩散特性进行研究。结果表明,在3种城市建筑布局中,对称式布局中流经建筑群周围的气流比较均匀,交错式布局中气流受建筑阻碍作用明显,在街谷内绕流现象显著;街谷对应的背风建筑长度沿y轴方向大于迎风建筑时,建筑两侧气流反向向外流动,增加污染物向外扩散的通道;在街谷一气流速度大小满足布局Ⅰ布局Ⅱ布局Ⅲ趋势,而街谷二满足布局Ⅱ布局Ⅲ布局Ⅰ趋势,街谷一污染物浓度大小满足布局Ⅲ布局Ⅰ布局Ⅱ趋势,而街谷二满足布局Ⅱ布局Ⅲ布局Ⅰ趋势;街谷内污染物浓度分布受气流速度和涡流结构双重因素的影响,每种布局下街谷二污染物平均浓度均大于街谷一,同一布局下不同街谷内污染物浓度存在差异。因此,合理规划城市建筑布局是有效缓解交通污染的有效途径。     

灌木与乔木联合作用对街谷污染物分布影响

汽车尾气所形成的空气污染问题已成为亟待解决的世界性难题,而城市绿色植被影响不可忽略。为探究高大乔木与低矮灌木的联合作用对街谷污染物分布的影响,文章利用ENVI-met三维模型对5种不同植被布局在180°和225°2种风向下对街谷污染物的分布进行数值模拟。结果表明:(1)植被的存在会降低街谷内风速,街谷涡流作用下使背风侧污染物浓度增加,明显高于迎风侧,加剧了街谷污染程度。(2)乔木与灌木的配置方式对于街谷污染物分布影响较大。乔木与灌木等距连续、等距不连续2种排列方式通过不同机理缓解了街谷污染程度;而乔木与灌木等距不连续的排列方式对污染物的限制作用和输送作用均有限,导致污染物浓度增加,加剧了污染程度。     

大气污染物长期平均浓度估算中风资料的应用

针对平均风速在大气长期平均污染浓度估算中的不适用性，提出了平均污染风速的概念。实际应用证明，平均污染风速能正确地使用于估算长期平均浓度和污染系数中，文章具体地对上海地区３个气象站１９９４年平均风速和平均污染风速及其采用此两种风速计算的污染系数做了分析，证明用平均污染风速代替平均风速来计算风向下的大气污染物长期平均浓度与实际情况较一致。最后还寻找了两者之间的联系和差异。     

家庭居室内颗粒物污染物浓度的影响因素

通过监测分析，探讨了家庭居室内颗粒物污染物的来源，对人体的危害，及影响因素。结果表明，影响家庭居室内颗粒物污染物浓度因素有室外污染源、室内污染源、气象条件和室内的人类活动。     

地下水中污染物运移过程数值模拟算法的比较

数值模拟已成为目前地下水有机污染现场中,预测和评价溶解相有机污染物运移的主要手段。自从MT3D问世以来,它在地下水溶质运移的模拟中得到了广泛的应用。MT3D中包含有4种不同的数值算法——MOC,MMOC,HMOC和UFDM。利用Processing MODFLOW Pro.7．0.5建立了均质一维流动的地下水数学模型,考虑溶解相有机污染物在地下水中运移时的4个主要影响因素——对流、弥散、吸附和降解,设定了14种代表性的情形,模拟了等浓度污染源条件下污染物的运移,并将不同数值算法的计算结果与理论解进行比较,从而研究不同数值算法的优缺点,为实际数值模拟时算法的选择提供依据。     

应用计算机模拟的大气环境污染物浓度分析研究

大气环境污染物浓度的分析,对提高大气环境质量具有重要意义。利用计算机模拟软件对大气环境污染物浓度的分析过程进行模拟还原,分为网格划分与构建边界条件两部分。以某市2017年9月6日至2017年10月7日的监测数据为模拟数据,并通过这些数据构建大气环境污染物浓度分析模型,对当前大气环境中污染物的浓度进行分析,得出污染源与大气环境污染物程度成正相关性,依据环境污染物浓度数据分析的结果,从两方面对大气污染物浓度的分析结果进行验证,并提出大气环境污染控制的措施。     

石油污染物在土壤中运移的数值模拟初探

针对大庆石油管理局宋芳屯油田开发建设的实际情况，分析了石油污染物在土壤中运移的规律，并建立了非饱和带污染物迁移和地下水运动模型。通过求有限元数值解，利用该模型对石油污染物在土壤中的迁移情况进行了模拟预测，结果显示了石油污染物可能对土壤造成污染的范围和影响程度。     

上游建筑对街道峡谷内流场和污染物分布特征的影响

利用数值模拟方法研究了不同的上游阻挡建筑布局下,行列式和错列式街谷内气流速度和污染物浓度场特征.结果指出,阻挡建筑的存在改变了街谷内的二次流,从而对流场和浓度场均有明显影响.在行列式街谷中,无论上游建筑以何种布局存在,都会减小街谷内污染物浓度.若不考虑上游建筑的存在,将会过高估计行列式街谷内污染程度;在错列式街谷中,与街谷建筑并列的上游阻挡建筑会减小街谷内污染物浓度,而与街谷建筑错列布置的阻挡建筑会增大街谷内污染物浓度;数值模拟结果还表明,街谷内污染物的扩散和清除效果受气流速度和涡流特性的共同作用.     

潮汐作用对滨海垃圾填埋场地下水污染物迁移影响模拟研究

潮汐过程对滨海地区垃圾填埋场污染物的迁移影响显著.为探究潮汐作用下垃圾填埋场地下水污染物迁移过程,以深圳市某滨海垃圾填埋场为例,构建该场地地下水溶质运移数值模型,分析潮汐作用造成的地下水位周期性波动条件下特征污染物在含水层中不同时期的污染范围及浓度变化规律.结果表明：近海岸地下水位受潮汐作用明显,水位波动主要受含水层水文地质参数和潮水位变幅影响,污染物峰值浓度大幅降低,在含水层中滞留时间明显增加.该垃圾填埋场中特征污染物的污染范围和浓度呈现出丰大枯小的周期性变化特征,其中丰水期末最大污染范围和浓度分别为47547 m2、21.54 mg·L^-1,枯水期末最大污染范围和浓度分别为25605 m2、12.73 mg·L^-1.污染物峰值浓度最大降幅37%,滞留时间最长增加43 d.近海岸地下水污染物穿透曲线呈现日周期性波动,随着远离地表水边界,这种周期性波动越不明显,距地表水边界20 m时,污染物穿透曲线无明显日内周期性波动.研究结果可为滨海垃圾填埋场地下水监测方案的制定和地下水污染治理提供理论依据和参考.     

地下水封洞库分层施工工作面污染物扩散规律的数值模拟研究

为保障超大断面地下水封洞库群内的施工环境,提高施工通风效率,依托某石油储备地下水封洞库群工程,以超大断面地下水封洞库分层施工为研究对象,采用三维数值计算方法对地下水封洞库超大断面施工通风管的竖向位置以及距离掌子面的水平距离对工作面污染物浓度分布的影响进行了数值模拟研究。结果表明:地下水封洞库分层施工过程中,通风管竖向位置高于工作面时会导致部分新鲜风直接从上层区域流出,且通风管的竖向位置与工作面齐平时通风效果最好;污染物的排放速率随着通风管距离掌子面水平距离的增大呈现先增大后减小的变化规律,将通风管布置在距离掌子面水平距离为15 m时可获得最佳的通风效果。     

气旋活动对福岛核污染物扩散影响的模拟研究

基于拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART-WRF,根据Stohl推导的日本福岛第一核电站核事故(下称福岛核事故)发生后40 d内的137Cs排放量数据,对核污染物在中尺度区域的扩散传输进行数值模拟研究,并选取近5年3次典型气旋个例(北方气旋、南方气旋和缓慢移动气旋)进行敏感性试验,以分析不同气旋系统对污染物扩散的影响. 结果表明:福岛核事故发生后,受中纬度西风带影响,核污染物主要向东部太平洋方向扩散;核事故发生后的5 d,受北方气旋和日本南部局地中尺度气旋2次气旋过程的影响,核污染物对日本本土部分地区影响较大,但影响时间不长. 典型气旋个例的敏感性模拟试验结果表明:北方气旋和南方气旋均可使核污染物对日本本土造成一定的影响,但由于气旋移动速度较快,影响日本岛的时间较短,沉降量也较小;当出现缓慢移动气旋影响日本和周边地区时,可致污染物影响日本岛的时间延长,并直接进入东亚大陆.      

汕头港湾附近水域潮流特征和污染物扩散的数值计算：Ⅰ汕头港湾…

汕头港湾附近水域的潮流特征，由于拦沙堤的建成及港池附近河道变窄而发生了一结变化。本文在取得现场实测资料的基础上，采用沿深度平均的二维浅水潮波方程，对该水体的潮流场进行了数值模拟计算，重现出潮流场在一个潮周期中的变化过程，分析潮流对污染扩散的作用。     

降水量变化对大气污染物浓度影响分析

系统分析了2001～2010年南通市城区中大气自动监测站和降水监测点位数据,得出:10年间逐年降水量与二氧化硫年均浓度呈现高度线性负相关,其它时空降水量与大气污染物浓度分布中呈现非线性显著性负相关。降水量大污染物浓度就小,反之就大。2006～2010年5年平均降水量1083.49mm,比2001～2005年5年平均降水量多出244.97mm,大气污染指标5年平均浓度下降幅度为:可吸入颗粒物0.013mg/m3、二氧化硫0.009mg/m3、二氧化氮无变化。10年的平均季度降水量夏季最大为467.97mm,对应的夏季大气污染物最小均值为:可吸入颗粒物0.073mg/m3、二氧化硫0.026mg/m3;10年平均季度降水量冬季最小为137.84mm,对应的冬季大气污染物季最大均值为:可吸入颗粒物为0.104mg/m3、二氧化硫0.034mg/m3和二氧化氮0.036mg/m3。     

室内挥发性有机污染物的来源与控制

室内环境中的污染物主要来源于建筑装饰材科、家具、家用电器等生活用品与生活消费品以及人类活动所产生的各种无机化合物和有机化合物，其中挥发性有机污染物(TVOC)严重地影响人体健康。本在分析了TVOC的来源及其对室内空气品质的影响的基础上，提出了相应的污染控制对策。在污染控制策略上，应首先从源头加以控制，同时保证室内环境有很好的通风能力，通过选用环保建筑装饰材科、“烘烤”加速污染物散发和通风换气、进行空气净化等措施来降低污染物浓度，以提高室内空气品质。     

室内吸烟后烟气污染的数值模拟研究

室内吸烟后产生的烟气污染对吸烟者和被动吸烟者的危害不能忽视,研究吸烟后室内烟气浓度的分布,对了解与控制吸烟对环境污染危害有重要意义。使用火灾动态模拟器FDS研究室内不同的吸烟环境下烟气污染情况,得到室内烟雾的分布及扩散规律。通过对比分析不同工况下CO的浓度发现:若密闭的房间内3人吸烟时间0.5 h,室内烟气中ρ(CO)接近10 mg/m~3;门窗附近空气对流较强,烟气浓度较高,远离门窗,可减少被动吸烟;开窗与加装排风扇可以降低排烟浓度,但位置应该在1.5 m以上,才能取得更好的效果。     

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。