不对称孤立街谷内流动和污染物扩散数值模拟研究

◎ 任蘇琪 罗杨 崔鹏义 上海理工大学环境与建筑学院

1.引言

城市环境中的街道峡谷是指道路与道路两侧建筑所形成的连续或稍有间隔的狭长区域，按照峡谷两侧建筑的对称性，可以分为对称街道峡谷和不对称街道峡谷。计算流体力学(CFD)的发展使研究街道峡谷内气流流动与交通污染物扩散问题不再单独依赖现场测试和风洞实验等传统方法，进而提供了新的研究手段，很大程度地减少了人力物力。目前有关街道峡谷的数值模拟研究多集中在对称街道峡谷几何形状对其内部流场和污染物浓度场地影响，关于街道峡谷对称性对于街谷内流场影响的研究很多，但针对不同类型的对称街谷以及不对称街谷的流场以及浓度场等研究还有很大的空间。

为了进一步分析在垂直风向下，本文主要对比了几种不对称街道峡谷内流动和污染物扩散的影响，采用了孤立峡谷二维缩尺模型对交通气体污染物分布进行了分析。基于雷诺平均纳维斯托克斯方程以及标准k-ε模型湍流模型和惰性气体污染物输运方程，模拟了不同类型的不对称街道峡谷内部的流场和浓度场，然后与风洞测量数据进行验证。进而探究街道峡谷对称性对内部流动特性和污染物扩散规律的影响，为城市环境中城市规划和道路设计提供依据。

2.方法

2.1 数值模型设置

为了探究不对称街道峡谷内气流流场和污染物浓度场随着建筑高度的增加的变化规律，本文设置了四种不对称型街谷布局。……