Application of CFD Methods for Modelling in Air Pollution Problems: Possibilities and Gaps

Different urban air pollution problems deal with complex structure of air flows and turbulence. For such problems the Computer Fluid Dynamics (CFD) methods become widely used. However, this approach despite a number of advantages has some problems. Experience of use of CFD tools for development of models and suggestions of their applications for a local scale air pollution over a complex terrain and stable stratification are discussed in this paper, including: Topography and complex geometry: choose of the co-ordinate system and computer grid; Turbulence closure for air pollution modelling: modified k- model for stable stratified ABL; Boundary conditions for vertical profiles of velocity for stable-stratified atmosphere; Effects of the radiation and thermal budget of inclined surfaces to dispersion of pollutants; Artificial sources of air dynamics and circulation.Some examples of CFD applications for air pollution modelling for a flat terrain, mountainous area, mining open cast and indoor ventilation are discussed. Modified k- model for stably-stratified ABL is suggested. Due to the isotropic character of the k- model a combination of it in vertical with the sub-grid turbulence closure in horizontal can be more suitable for ABL. An effective scheme of boundary conditions for velocity profiles, based on the developed similarity theory for stable-stratified ABL, is suggested. Alongside with the common studies of atmospheric dispersion, the CFD methods have also demonstrated a good potential for studying anthropogenic and artificial-ventilation sources of air dynamic and circulation in local-scale processes of air pollution.     

中国对流层二氧化硫光化学氧化过程的数值研究

利用一个三维非静力区域大气化学输送模式与中尺度气象模式MM5相连接构成一个数值模拟系统，模拟了中国地区对流层臭氧与其前体物的分布以及二氧化硫转化为硫酸盐的过程，模式扬地面源排放、大气输送和扩散、干沉积、气相化学反应和云雨过程。结果表明：日间，O3浓度主要由NOx和NMHC的源排放和光化学反应过程支配，大气辐射是光化学反应强弱的决定因子，其强度可使SO2、O3和SO4^2-的生成浓度呈现不同的日变化和季节变化，结果表明高浓度的O3对二氧化硫转化为硫酸盐的化学过程有很大的促进作用，然而，这种作用受NMHC浓度的影响很大，较高浓度的NMHC使O3浓度上升，但同时增加了对OH等自由基的消耗，使SO2的转化率降低。     

对熏烟扩散模式应用的探讨

工程上应用的大气污染物扩散模式中 ,熏烟模式由于其非定常性而与其他扩散模式有很大的区别。正确处理模式中各参数及变量的相互关系才能客观地反映污染物对环境影响的结果。本研究通过对熏烟模式的非定常性和各参数、变量相互关系的分析 ,提出了正确使用该模式的方法     

生物转盘动力学分析与数学模式探讨

通过对生产性四级生物转 盘进出水中主要污染指标及生物膜特性指标的分析测定，进行了ＢＯＤ５、ＣＯＤ和挥发酚等污染指标在转盘系统中的降解反应动力学分析，确定了上述污染指标的降解反应级数、反应速率常数及动力８学方程式，为寻求能够揭示转盘净化反应实质及其影响因素且简便实用的设计计算公式，根据物料平衡原理和莫诺（Ｍｏｎｏｄ）关系式推导出了能够揭示转 盘净化反应实质及其影响因素且简便实用的设计计算公式，根据关     

河流枯水流量特征研究

本文以泾、洛、渭三河流干流在陕西境内的主要控制断面为例,分析了１４个时段枯水流量的概率分布特征,选定了理论分布线型,揭示了各枯水序列的时段平均流量均值、变差系数和偏态系数的变化规律,建立了推求不同频率不同时段的枯水流量的经验公式。绘制了相应的关系曲线,应用十分方便。     

Effects of atmospheric mercury pollution on terrestrial ecosystem in Chongqing, China

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｅｒｃｕｒｙ(Ｈｇ)ａｓａｇｌｏｂａｌｐｏｌｌｕｔａｎｔｈａｓｃａｕｓｅｄｃｏｎｃｅｒｎｗｏｒｌｄｗｉｄｅｓｉｎｃｅｔｈｅｅｎｄｏｆ 1980ｓ.Ｉｔｉｓｅｍｉｔｔｅｄｔｏｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｆｒｏｍｂｏｔｈａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃａｎｄｎａｔｕｒａｌｓｏｕｒｃｅｓ.Ｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｏｕｒｃｅｏｆｔｈｅｆｏｒｍｅｒｉｓｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｆｒｏｍ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｕｓｅｏｆＨｇａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌｓ(Ｎｒｉ…     

中国PM_(2.5)污染状况和污染特征的研究

近１０ 余年来在中国的城市地区和清洁地区进行了ＰＭ２－５ 的采集和分析，其中包括ＰＭ２－５ 的质量浓度、离子和元素成分、酸度和酸化缓冲能力以及来源解析，研究结果表明，中国大部分地区ＰＭ２－５ 的污染较重，不论是质量浓度，还是各种主要成分浓度，在ＴＳＰ 和ＰＭ１０ 中都占有很高的比重，而ＰＭ２－５ 的酸度也远远高于ＴＳＰ 和ＰＭ１０ ，特别是近年来ＰＭ２－５ 污染还有相对加剧的趋势。     

Atmospheric particulate pollution of Lanzhou using magnetic measurements

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｉｔｍａｙｂｅｈａｒｍｆｕｌｉｔｓｅｌｆａｎｄｃａｎａｃｔａｓａｃａｒｒｉｅｒｏｆｔｏｘｉｃｍａｔｔｅｒｓｗｈｉｃｈｍａｙｈａｖｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅｉｍｐａｃｔｓｏｎｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈａｎｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｃｏａｌ，ｗｈｉｃｈｓｔｉｌｌｓｅｒｖｅｓａｓｐｒｉｍａｒｙｅ…     

港口煤炭码头大气降尘与总量控制

提出了煤炭港口煤尘污染总量控制的方法 ,论证了港口大气降尘与煤尘污染的关系。运用平均数控制图的原理 ,解决控制港口煤尘污染的问题。     

BP网络应用于大气环境监测点的优选

为了对大气环境监测点进行优化选择 ,以大气质量分级标准为训练样本 ,构造BP网络进行训练 ,用训练好的BP网络对某地的大气环境监测采样点进行了优选 ,并与物元分析法优选结果进行比较。结果表明 ,BP网络用于环境测点优选具有较好的客观性和应用性