大氣污染物開(kāi)題報(bào)告

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能源與環(huán)境學(xué)院

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

題目：限制或開(kāi)放空間污染源排放的計(jì)算機(jī)仿真系別：環(huán)境工程

專(zhuān)業(yè)：08級(jí)環(huán)境工程（3）班學(xué)制：四年姓名：趙春曉學(xué)號(hào)：0876117318導(dǎo)師：鄭坤燦

能源與環(huán)境學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告

姓名趙春曉學(xué)號(hào)0876117318指導(dǎo)教師鄭坤燦專(zhuān)業(yè)環(huán)境工程擬用設(shè)計(jì)題目預(yù)計(jì)結(jié)果限制或開(kāi)放空間污染源排放的計(jì)算機(jī)仿真CFD(Computationa-FluidDynamics)——fluent軟件對(duì)污染物擴(kuò)散模擬仿真與居民區(qū)角自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀提供的污染物(Nlls)濃度監(jiān)測(cè)狀況進(jìn)行對(duì)比，模擬計(jì)算出的大濃度區(qū)域與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的實(shí)際狀況相吻合。結(jié)合上述符合區(qū)域模擬和污染物擴(kuò)散模擬圖，我們可以明白的看到污染源的擴(kuò)散受建筑物，風(fēng)向影響明顯，且風(fēng)向變化十明顯顯，從而造成較差污染擴(kuò)散氣象條件，對(duì)居民區(qū)簡(jiǎn)單造成較大污染狀況。大氣污染擴(kuò)散是湍流問(wèn)題，研究湍流問(wèn)題有3種方法:試驗(yàn)方法、分析方法和數(shù)值模擬方法試驗(yàn)方法相比，利用數(shù)值模擬方法研究大氣湍流，省卻了大量繁雜的試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，儉約了試驗(yàn)設(shè)備的投資，排除了試驗(yàn)方法的不確定因素，具有經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)。相比于分析方法而言，數(shù)值模擬方法能夠求解更為繁雜的滾動(dòng)問(wèn)題，可視化的流場(chǎng)模擬結(jié)果更加直觀，不僅僅停留在理論分析可的層次。利用計(jì)算流體力學(xué)CFD商業(yè)軟件對(duì)大氣湍流進(jìn)行數(shù)值模擬，在秉承數(shù)值模擬方法優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)回避了編程工作的繁雜性，是研究大氣湍流的有力工行具。建立模型和靈活的網(wǎng)格劃分可對(duì)下墊面繁雜的計(jì)算模型解域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)性化網(wǎng)格劃分.另外,Gambit所建模型可便利地選取適合的邊界條件.求解大氣湍流問(wèn)題，首先要由流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳質(zhì)傳熱學(xué)等基本原理研出發(fā)，建立質(zhì)量、動(dòng)量、能量、組分湍流特性等守恒方程組，如連續(xù)方程、擴(kuò)散方程、湍能方程等，此即建立基本方程的含義。這些方程所構(gòu)成的聯(lián)立非線究性偏微分方程組，不能用經(jīng)典的分析法，只能用數(shù)值方法求解。對(duì)湍流，由不同的模擬理論出發(fā)，往往基本守恒方程組也不同。FLUENT基于模型群的思想，及包含了幾乎所有成熟的湍流模型，需要在相應(yīng)面板中選擇要使用的湍流模型并給出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)即可。在FLUENT面板中選擇模型、定義參數(shù)的過(guò)程即為基建立基本方程的過(guò)程。此外，F(xiàn)LUENT還提供了文字報(bào)告功能，可用于確切輸出空間某個(gè)坐標(biāo)位置本的各物理量的數(shù)值，此功能對(duì)于大氣擴(kuò)散的數(shù)值模擬尤為關(guān)鍵，利用該功能可將數(shù)值模擬結(jié)果與大氣污染外場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，校驗(yàn)數(shù)值模擬結(jié)果的優(yōu)工劣。作思路在FLUENT6.3中，采用Gambit作為前處理軟件，Gambit具有全面的幾何建模能力和靈活的網(wǎng)格劃分能力.對(duì)二維滾動(dòng)，可以生成三角形和矩形網(wǎng)格:對(duì)于三維滾動(dòng)，則可生成周邊體、六面體、三角柱和金字塔等網(wǎng)格;結(jié)合實(shí)際狀況，還可生成混合網(wǎng)格，其自適應(yīng)功能，能對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)分或粗化，或生成設(shè)不連續(xù)網(wǎng)格、可變網(wǎng)格和滑動(dòng)網(wǎng)格。根據(jù)質(zhì)量守恒，動(dòng)量守恒和能量守恒推導(dǎo)出氣體連續(xù)方程，動(dòng)量方程，能量方程和濃度方程。利用數(shù)值方法求解流體問(wèn)題，需要遵循數(shù)值模擬方法的求解步驟。對(duì)于計(jì)fluent而言，其求解。建立模型——?jiǎng)?chuàng)立網(wǎng)格——運(yùn)行求解器——輸入網(wǎng)格——檢查網(wǎng)格——選擇解的格式——選擇需要解的基本方程——確定需要的附加模型——指定材料的物理性質(zhì)——指定邊界條件——調(diào)理解的控制參數(shù)——初始化流場(chǎng)—工—迭代求解——檢查并保存結(jié)果——改進(jìn)模型及解法建立模型：這里我們主要采用FLUENT自帶的前處理軟件GAMBIT來(lái)完成。作其中建筑物高度均按實(shí)際高度設(shè)置模式參數(shù)。計(jì)劃模擬圖說(shuō)明：結(jié)果分析：創(chuàng)立網(wǎng)格：采用GAMBIT進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，針對(duì)三維滾動(dòng)的問(wèn)題，本文生成的網(wǎng)格為周邊體網(wǎng)格，主要是由于周邊體網(wǎng)格的適應(yīng)能力強(qiáng)。建立物理模型：將所生成的網(wǎng)格導(dǎo)入到FLUENT中，檢杳網(wǎng)格質(zhì)量，假使出現(xiàn)負(fù)數(shù)就需要修復(fù)網(wǎng)格以減少解域的非物理離散。模擬結(jié)果分析：對(duì)污染源擴(kuò)散進(jìn)行污染物擴(kuò)散數(shù)值模擬，可以直觀明了地了解填埋操作區(qū)污染物擴(kuò)散對(duì)民居區(qū)的影響。設(shè)置邊界條件：正確設(shè)置邊界條件即適當(dāng)?shù)剡x擇邊界條件，包括邊界位置的選擇，它對(duì)確鑿地反映滾動(dòng)對(duì)象是至關(guān)重要的。指導(dǎo)教師審查看法

文獻(xiàn)檢索一：用自己的話完整地寫(xiě)下一種或以上有效的檢索方法

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市在相對(duì)狹小的地域空間上,聚集了大量城市人口,工業(yè),建筑,必然消耗大量的物質(zhì)和能量,排出大量的生活及工業(yè)廢棄物,當(dāng)這些廢棄物的總量超過(guò)環(huán)境的自?xún)裟芰r(shí),就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。環(huán)境污染會(huì)對(duì)居民的身體健康、城市周邊生態(tài)環(huán)境以及城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展構(gòu)成影響,因此,針對(duì)城市環(huán)境污染防治的研究課題也就應(yīng)運(yùn)而生了。目前尚沒(méi)有一種普遍適用的綜合評(píng)價(jià)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同污染狀況的綜合判斷,因此,本文旨在建立一種城市大氣污染的綜合評(píng)價(jià)模型,以實(shí)現(xiàn)在不同的氣象條件下都能夠?qū)ξ廴境潭扔幸粋€(gè)直觀的評(píng)價(jià),從而為后續(xù)采取降低污染的措施提供一定的理論依據(jù)。區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題是近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。研究大氣污染的擴(kuò)散是研究防治污染物對(duì)人類(lèi)造成危害的基礎(chǔ)。大氣污染擴(kuò)散是湍流問(wèn)題，研究湍流問(wèn)題有3種方法:試驗(yàn)方法、分析方法和數(shù)值模擬方法與試驗(yàn)方法相比，利用數(shù)值模擬方法研究大氣湍流，省卻了大量繁雜的試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，儉約了試驗(yàn)設(shè)備的投資，排除了試驗(yàn)方法的不確定因素，具有經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)。相比于分析方法而言，數(shù)值模擬方法能夠求解更為繁雜的滾動(dòng)問(wèn)題，可視化的流場(chǎng)模擬結(jié)果更加直觀，不僅僅停留在理論分析的層次。CFD(Computationa-FluidDynamics)是一種研究流體力學(xué)的計(jì)算技術(shù)，利用CFD建立研究對(duì)象的計(jì)算模型，將流體力學(xué)應(yīng)用于模型上進(jìn)行計(jì)算，可以分析研究流體在該