城市低矮街道峡谷汽车排放NOX扩散模式的初探

通过对武汉市珞狮路路段的车流量、NOX浓度和气象要素的调查与监测，分析了珞狮路交通流量的特征，给出了源强的计算公式，并重点讨论了街道两侧环境中NOX浓度与各种影响因素之间的关系，发现城市低矮峡谷中NOX扩散不同于以往的研究结果，有其自己的特殊性。最后提出了扩散模式参数的处理方法，为建立城市低矮街道峡谷排放NOX扩散模式提供了基础。     

街道峡谷中汽车排放的CO气体扩散特性的数值模拟

为了研究平行街道中汽车排放的污染气体扩散特性,本文采用RNG k-ε湍流模型和污染气体扩散方程对几种不同结构的平行街道进行了二维数值模拟,得到了峡谷内的流场和质量浓度场分布.结果表明,与单个街道峡谷相比,平行街道内污染气体扩散特性有很大不同,通过增加街道单侧建筑物的高度,可使污染气体容易扩散,减少污染气体在峡谷中的聚集.     

城市街道机动车尾气扩散规律研究进展

<正>引言当前城市高楼林立,由此形成了许多峡谷型街道。与此同时,在城市中随着机动车辆持续增长,机动车尾气已成为城市空气的主要污染物。机动车尾气中含有上百种化合物,主要的有害污染物包括CO、CH_x、NO_x、PM2.5、PM10。这样一来,机动车排放的大量有害污染物在街道峡谷内积聚,扩散不出去,严重影响着     

上海市氮氧化物污染与气象条件关系特征分析

根据上海市1998-2000年NOx浓度监测数据,对其月变化、城乡差异进行分析.将NOx浓度最低、最高月份值与气象条件进行了对比.结果表明,NOx浓度年内月变化呈"U"型,在冬季出现最高值,夏、秋季较低.其原因主要是冬季稳定型气象条件出现频率高,不利于污染物扩散;夏、秋季则相反.应用SPSS统计分析软件,对NOx浓度与各气象要素进行相关分析.结果表明,NOx浓度与风速有很强的负相关性,与气温、气压、太阳辐射等要素也有明显的相关性.在此基础上,提出了NOx浓度的气象学预报模式.NOx浓度城乡差异明显,城区高于郊区.因为NOx的主要来源为机动车排放,集中于城区;另外郊区建筑物不像城区那么密集,扩散条件比较好.     

城市地区应急污染物扩散的模拟

将城市边界层模式(CBLM)和随机游动扩散模式连接,组成城市地区应急污染物扩散模式,利用该模式模拟瞬时源(35 t氯气)泄漏后污染物在城市地区的扩散特征.通过平地、3种理想城市建筑和实际南京城市建筑条件下风场和污染物扩散模拟结果的比较,分析了建筑高度和密度对城市风场及污染物扩散的影响.此外,结合美国环保署的毒物浓度伤害准则AEGLs,评估了城市地区氯气泄漏后危险区域的变化特征等.结果表明,污染物质量浓度在地面随时间逐渐减小,质量浓度最大值在泄漏后10～60 min从约139 mg/m3降低到1 mg/m3,外围最小值也从约10 mg/m3降低到0.1 mg/m3.且质量浓度中心随气流向下游移动,在一定时刻内,水平分布尺度逐渐增大.由于建筑拖曳力影响,模拟区域风速变慢,污染物在模拟区域停留时间延长,质量浓度中心值衰减减缓,扩散面积衰减减缓;且建筑高度越高,建筑密度越大,以上特征越明显.污染物在实际扩散中,扩散特征随着建筑条件的变化而不断变化.在所设置的气象条件及事故发生条件下,事故发生30 min后可解除重伤区警报,事故发生1 h后可解除危险区警报.     

基于数值模拟的城市中心区风环境研究

利用CFD软件对长沙市中心区典型区域的风环境进行了三维数值模拟研究。结果表明,城市建筑群布局不当会造成多方面不利影响:如建筑群内局部地区气流不畅,污染物难以扩散,影响市民身体健康;街道峡谷风使得行人行动不便,冬季热舒适感差;复杂的风环境可能造成建筑构件的损坏乃至脱落,对地面行人的安全造成威胁;建筑围护结构渗透风增加造成建筑能耗的增加。在城市规划和建设中,中心区风环境状况要引起足够的重视,在建设之前要进行风环境模拟与评估。     

减推力起飞对NOx排放影响计算方法研究

伴随着航空公司对未来几年氮氧化物(NOx)排放量增长的预测,量化机场NOx排放量日益重要。根据国际民航组织认证的发动机排放数据,在研究推力对NOx排放的影响时,通常模拟4个推力级别:100%(起飞阶段)、85%(爬坡阶段)、30%(进近阶段)、7%(慢车阶段)。美国联邦航空局设计了模型——排放和扩散模拟系统,利用该模型对4个阶段分别进行模拟。结果表明,飞机在最大推力时产生的NOx量最多。分析了起飞阶段减推力下起飞对机场年NOx排放量的影响,通过排放和扩散模拟系统,研究了一系列算法,用于预测推力与NOx排放量的关系。     

清晨起床别忙着开窗换气

早晨起来拉开窗子换换空气,看起来是个很惬意的事情,但是对于在城市中居住的人来说,这种做法并不可取。在一些车流量较大的街道,夜间城市底层大气比白天稳定,不利于污染物的扩散,所以早晨6点左右,污染物浓度依然很高。清晨的时候温度低,气压高,空气中的微小沙尘、不良气体等都被大气压力压在靠近地表的地方,很难向高空散发,经常性地在清晨开窗子换进并不新鲜的空气,对     

DVS通往全数字网络监控时代的新干线

2007年,平安城市建设无疑为安防行业带来了巨大的商机与发展机遇.无论是传统的DVR监控厂商还是现在的后起之秀IP监控厂商都将目光瞄准了这块大蛋糕.平安城市视频监控系统规模庞大,覆盖范围广,一个城市动辄安装成千上万,乃至数十万个监控摄像头,意味着监控系统中包含了数十万路视频图像,这些图像通常涵盖了整个城市的街道、广场、社区、能源、交通等重要场所.     

驾驶激烈程度与载荷对柴油车RDE影响研究

为探究车辆行驶动力学与排放的关系,开展驾驶激烈程度与载荷对轻型柴油车实际行驶中产生的NOx及颗粒物数量(Particle Number,PN)排放影响试验研究,参考国VI排放标准RDE试验规范,设计不同的驾驶操作模式与载荷试验方案,采集车速、NOx、PN和CO2排放浓度等数据,分析车辆运行工况特性、行程动力学特性、NOx与PN排放特性.结果 表明,激烈驾驶使得高速工况vapos-[95]超过上限值,温和驾驶使得市区工况RPA低于下限值.NOx、 PN高排放区主要出现在中高车速、中高VSP区间.驾驶激烈程度增大或载荷升高,使NOx与PN排放明显增加,同时,NOx、PN高排放区向低速、低VSP区间扩展,分布更宽广.试验的国V车辆NOx排放CF高于国VI的RDE限值,PN排放CF明显低于国VI的RDE限值.     

渐变型多孔介质中低浓度瓦斯燃烧特性数值模拟

利用模拟软件Fluent6.3建立二维模型并进行合理设置,对多孔介质中的煤矿低浓度瓦斯燃烧进行数值模拟,研究了均匀型和渐变型燃烧器中的温度分布和NOx生成情况,以及三种不同渐变型多孔介质组合燃烧器中的温度分布和NOx生成情况。结果表明,渐变型多孔介质燃烧器的温度分布比均匀型燃烧器更加均匀;同一瓦斯当量比和流速下,渐变型多孔介质燃烧器的NOx产生量比均匀型燃烧器低很多,有利于减少污染物排放;三种不同渐变型多孔介质组合的温度分布和NOx生成有着不同特点,燃烧器设计时,可根据不同需求选取不同组合形式,综合考虑各因素,组合一燃烧特性最佳。     

街区建筑物对城市交通隧道废气排放的影响

采用大气边界层模式和随机游动扩散模式相连接的模拟方法,对上海市拟建的交通隧道排气口附近街道建筑物区域的气流分布和废气排放物浓度场进行了数值模拟分析,设计了6种方案,并按不同的废气排放形式,分别分析了街区的地面污染物质量浓度分布.结果表明,在建筑物存在的情况下,排风口造成的地面污染物质量浓度的最高值会很大,可达0.44 mg/m3,若换成排风塔,则为0.13 mg/m3; 没有建筑物的情况下,由排风口和排风塔造成的地面污染物最高质量浓度分别为0.11 mg/m3,0.4 mg/m3.当风速增大,质量浓度会降低,最大值分别从0.44 mg/m3降为0.2 mg/m3,和从0.13 mg/m3降为0.1mg/m3.分析表明,建筑物附近的气流特征对污染物扩散会起引导作用: 垂直方向上,导致污染物从高空被带入地面; 水平方向上,使得污染物在下风向堆积; 当风速增大时,地面污染物质量浓度值降低.同时研究表明,对排风塔污染物散布起主要作用的是水平方向的气流结构,而对排风口的污染物散布起主要作用的则是其附近建筑物的背风侧的气流下洗效应和水平流场,因此建筑物背风侧有可能成为重污染区.     

有毒重气在倾斜表面扩散的研究

为了研究有毒重气泄漏后在平面和斜面上的扩散情况,根据Kunsch和Webber提出的重气在倾斜表面上的扩散模型,在没有考虑有风的情况下,对氯气气云在倾斜表面上的等温扩散进行了计算,得出了氯气气云扩散时间、扩散范围与浓度的相互关系,评估了氯气扩散的危害程度.对计算结果与平面盒子模型结果比较发现,氯气在不同角度的斜面上和平面上的扩散速度和浓度变化有着显著的差异.得到的氯气在不同倾斜角度坡面的扩散状况查询图,对评估倾斜表面的重气扩散具有一定的意义,并且能够为管理和应急工作提供依据.     

基于多孔环形喷嘴的可燃爆粉尘分散特征的密度效应研究*

为了研究不同密度的可燃爆粉尘在内置多孔环形喷嘴的20 L爆炸特性测试装置中的分散特征,基于负载粒子流方法、耦合DPM动量平衡方程和时间平均 Navier Stokes控制方程组,实现3种不同密度的煤粉、铝粉和锆粉在20 L爆炸测试装置中粉尘分散全过程的数值模拟。研究结果表明:多孔环形喷嘴的分散较为均匀,但是约束管道末端存在局部粉尘残留区,致使爆炸仓内真实粉尘浓度远低于形式浓度;爆炸仓中心位置的最大湍动能随着粉尘密度的增加而减小,只有显著地变化粉尘密度才能展示区分度较高的浓度峰值和抵达浓度峰值的时间。     

Effect of pressure for dust dispersion on minimum ignition temperature

The existing technical standards for determining the minimum ignition temperature (MIT) of dust clouds are inadequate. According to existing technical standards, this study expands the test pressure conditions. The MIT of dust clouds can be determined by a variety of different dispersion pressures, that is, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 and 0.1 MPa. But, whether the MIT of dust clouds tested under different dispersion pressures is consistent is lacking in the corresponding exploration. In this study, a set of measurement system of instantaneous concentration and particle size was established, which can observe the flow of dust clouds and the distribution of the instantaneous particle size and concentration of dust clouds in the heating furnace tube. On this basis, the MIT of dust clouds is determined, and the physical mechanism of dispersion pressure affecting the MIT of dust clouds is revealed. The results show that the MIT of dust clouds is consistent when the dispersion pressure in the range of 0.02–0.06 MPa. When the dispersion pressure is not in this range, the MIT of the dust clouds is very different due to the obvious increase of the instantaneous particle size of the dust clouds.     

Study on convection and dispersion characteristics of dense gases in urban environment considering trees

Although several studies on the dispersion of heavy toxic gas released from ruptured tanks on vehicles during transportation have considered complex terrain such as urban buildings, the influence of trees on the flow field in urban areas during gas dispersion tends to be ignored. In this study, a Computational Fluid Dynamics (CFD) model was proposed to investigate the characteristics of gas release and dispersion from loaded vehicle in the urban environment. In this model, the tree crown was treated as a porous medium, and the influence of drag due to the crown was incorporated into the model by a momentum source term through a user-defined function. In this study, the dynamic characteristics of chlorine (Cl₂) dispersion under the conditions of building distribution, tree species and porosities were comprehensively analysed, to cover the influence of urban complexity, leaf density, and tree planting configuration. The results show that compared with flat terrain, the presence of urban buildings will prolong the dense gas retention time and increase the dangerous distance. It is found that the horizontal dispersion distance can increase by 63% and the isosurface of 25 ppm hazardous gas can increase by 130% with the introduction of buildings. Compared with the terrain with only buildings, the introduction of arbors or shrubs can result in a 147% or 359% increase in the maximum concentration. Also, trees will prolong the dispersion duration. It is also found that the higher the porosity, the less the wind blocking effect, and the weaker the ability of capturing gas. The wind field affected by arbores and shrubs are different in height, and arbores capture more Cl₂. Planting short shrubs around buildings can effectively reduce the spread of harmful gases.     

CFD Simulation of the Dispersion of Binary Dust Mixtures in the 20 L Vessel

There are at least two main requirements for repeatable and reliable measurements of flammability and explosibility parameters of dusts: a uniform dispersion of solid particles inside the test vessel, and a homogeneous degree of turbulence. In several literature works, it has been shown that, in the standard 20 L sphere, the dust injection system generates a non-uniform dust cloud, while high gradients characterize the turbulent flow field. In this work, the dust dispersion inside the 20 L sphere was simulated for nicotinic acid/anthraquinone mixtures (with different pure dust ratios, while keeping the total dust concentration constant) with a validated three-dimensional CFD model. Numerical results show that the fields of dust concentration, flow velocity and turbulence are strongly affected by both diameter and density of the pure dusts. These different dust properties lead to segregation phenomena with the formation of zones richer in one component and leaner in the other one and vice versa, and also result in preferential paths for the solid particles inside the sphere. Overall, the obtained results highlight the need for developing a dust injection system able to overcome the shortcomings of the actual one even when testing dust mixtures.     

废旧巷道对含尘气流自净特性的研究

着重研究了废旧巷道对含尘气流的自净特性,进而对利用旧巷自净进行受控循环通风的设想进行探讨;在对浓度场和流体场测试的基础上,建立了粒子在废旧巷道沉降的紊流弥散模型,对边界条件进行了正确的假设,得出了稳态时的自净效率公式;导出了风量与巷道体积的关系表达式。     

Experimental data and CFD performance for cloud dispersion analysis: The USP-UPC project

Forecasting the behaviour of a flammable or toxic cloud is a critical challenge in quantitative risk analysis. Recent literature shows that empirical and integral models are unable to model complex dispersion scenarios, like those occurring in semi-confined spaces or with the presence of physical barriers. Although CFD simulators are promising tools in this regard, they still need to be fully validated with comprehensive datasets coming from experimental campaigns designed ad-hoc. In this paper, we present an experimental campaign carried out by a joint venture between University of São Paulo and Universitat Politècnica de Catalunya to investigate CFD tools performance when used to analyse clouds dispersion. The experiments consisted on propane cloud dispersion field tests (unobstructed and with the presence of a fence obstructing the flow) of releases up to 0.5 kg s⁻¹ of 40 s of duration in a discharge area of 700 m². We provide a full 1-s averaged propane concentration evolution dataset of two experiments, extracted from 29 points located at different positions within the cloud, with which we have tested FLACS^® CFD-software performance. FLACS reproduces successfully the presence of complex geometry, showing realistic concentration decreases due to cloud dispersion obstruction by the existence of a fence. However, simulated clouds have not represented the whole complex accumulation dynamics due to wind variation.     

燃料车内氢气泄漏扩散数值模拟研究

基于FULUENT软件的物质传输与反应模块,建立了燃料车内氢气泄漏扩散的数值计算模型.应用模型对储气瓶不同位置的泄漏扩散进行了数值计算,得到了氢气在车内泄漏扩散后的危险区域分布情况.结果表明:氢气瓶上方挡板位置是氢气泄漏扩散后的高浓度区域,泄漏后的氢气在该处容易发生积聚.研究结论可以为车内预警用氢气监测传感器的放置以及氢燃料车的安全设计提供参考.