城市空间结构对汽车尾气扩散影响规律研究-论文.pdf

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1、2014年第40卷第5期工业安全与环保May2014IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection·75·城市空间结构对汽车尾气扩散影响规律研究*刘水长张勇余勇赵万东(湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007)摘要为了研究城市空间结构对汽车尾气扩散的影响，参考高分变率遥感影像建立了某城市核心区域几何模型。以当地常年气象风向作为重要的边界条件之一，应用CFD多相流技术，模拟了十字交叉口车辆队列怠速等候35s时的尾气扩散过程。结果表明，在空间狭小区域，近地空间CO体积

2、分数达10～，与研究域平均体积分数相差100倍以上，说明城市空间结构对尾气扩散影响较大。建筑设计时应结合当地气象风向和风速，设计一定的建筑高度梯度，以利于污浊气体迅速扩散至远地空间。关键词城市空间结构汽车尾气扩散影响StudyonInfluenceLawsofUrbanSpaceStructureonAutomobileExhaustDifusionLIUShulcbengZHANGYongYUYongZHAOWandong(SchoolofMechanicalEngineering，HunanUnive

3、rsityofTechnologyZhuzhou，Hunan412007)AbstractForstudyingtheinfluencelawsofurbanspacestructureOlltheautomobileexhaustdifusion，theCOleregionsolidgeometrymeddforoneurbanissetupbasedonhighresolutionremoteseusinginlage．Regardingmeteorologicalwindasanimportantb

4、eand~conditionsandusingCFDandmultiphaseflow，acrossroadsvehiclequeueexhaustdim商0nprocessdur·ins35sofidlewaitingissimulated．Theresultsindicatethat，inlimitedsptw,e，COvolumefractionnear—Earthspaceisllpto10e一andinorethan100timesaveragevalueoftheentirestudyarea

5、，sourbanspacestructuregreadyinfluencesautomo-bileexhaustdifusion．Itisproposedthatlocalmeteorologicalwirlddirectionandspeedshouldbeconsideredanddiferentheightsr~llentdesignshouldbeselectedinbuildingsstructuralhyout，80thattheexhaustcanspreadrapidlyanddriftt

6、otheulbaIIhighaltitude．KeyWordsurbanspacestructureautomobileexhaustdifusioninfluence0引言影像数据建立某城市核心区域的几何模型，应用我国已成为汽车消费第一大国。随着汽车保有CFD多相流技术，分析建筑布局对尾气扩散的影响量的增加，车辆低速或怠速排放的废气和烟尘颗粒规律，以期在城市建设过程中优化建筑空间结构，利已成为城市最大的空气污染源HJ。有资料表明，我于尾气迅速扩散，提高近地空间的空气质量。国汽车尾气污染以每年逾10％以上

7、的幅度上升l2J。1样本模型设计欧美、日本等发达国家在20世纪60年代就率选取湖南省株洲市核心区某十字路口为研究对先开展了该领域的研究工作，对开阔路段、街道峡谷象，该十字交叉口最高建筑21层(高约80m)，三维内的尾气排放浓度特性及排放规律应用数值法和解区域内，汽车尺寸相对较小，为保证流场完整，选取析法取得了诸多成果L3-6]。我国近十几年来借鉴国长350m×宽246111×高500Ill为仿真区域。设定该外的成功模型，也开展了单线源模式仿真研究]。十字路口35s下4个方向各有20辆车怠速等候。近年来，有

8、学者开始应用CFD方法，模拟小区域内由于怠速条件下尾气中的CO体积分数最高l2J，故的尾气污染规律，但由于该方法属交叉学科，牵扯诸研究时以CO表征汽车尾气。积累气象资料表明，多理论和技术，仿真模型过于简单，研究区域相对较株洲属中南亚热带季风区，年均气温l7．5℃，年均小，且对尾气扩散规律研究得较多，而针对建筑群结风速2．2m／s，常年冬季偏北风，夏季偏南风【7J。由构对尾气扩散影响规律的研究甚少。于冬季空气干燥，本文以冬季为例