| 作者： | 李莉 |
| 专业： | 环境科学 |
| 导师： | 尤学一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 关键词： | κ-ε湍流模型;建筑群结构;扩散;微生物污染源;大气污染物;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国城市化进程的快速发展及生态环境的不断恶化，异常天气(大风、沙尘暴、持续高温等)和传染性疾病的出现日益频繁，人口密度很高的建筑群产生的环境安全性问题也随之日益突出，已经威胁人民的生命安全。对建筑小区周围的大气污染物扩散规律及非稳态微生物污染物的扩散规律的研究，成为目前研究的重要领域之一。 本文采用数值模拟方法研究污染物对建筑小区的影响。首先，通过二维街道峡谷模型模拟了开放环境、城市环境下的街道峡谷中污染物扩散为例，研究了建筑物间污染扩散数值模拟的三个基本问题，即计算域、最优к-ε湍流模型和结构网格和非结构网格的选取问题。确定了RNGк-ε湍流模型为这类模拟的最优模型。 利用RNGк-ε湍流模型模拟了二维水平面单建筑物和双排多建筑物情况下的稳态点源污染物浓度分布。发现污染物的迁移扩散是由建筑物周围的风速场及湍流扩散系数确定的。通过优化建筑物的分布位置，可以有效地减少污染源在小区内高浓度分布区域。并且，在一定条件下，二维水平面模型结果可定性反映三维模型结果，提出以二维模拟为指导，三维模型来确定的优化数值方法。 而后，利用二维模型，模拟了不同位置九建筑小区情况下，稳态线源污染物的浓度分布，找出了其中最有利于污染物扩散的结构和位置。 最后，本文首次将微生物生长动力学模型引入到空气质量模型。将微生物污染物考虑为非稳态污染源，进行扩散模拟，得到了微生物污染物的影响范围，建立了传染病的预警系统。这种做法国内外尚未见报道。在研究该生长动力学模型时，尝试了一种动力学方程组的参数反求方法，并利用计算机图形识别技术为之服务。 总之，本文研究结果将为建筑小区的抗污染结构设计、城市大气质量多尺度模型的建立，空气中传播的有害微生物扩散预警模型提供理论依据。 |