行驶车辆对城市街谷内空气流动与污染物扩散的影响-基于拉格朗日模型的数值模拟

摘要

行驶车辆诱导空气流动及湍流也是影响街谷内空气流动与污染物扩散的重要因素,尤其在街谷的底部.本文通过街谷内单个车辆在任意时刻对空气的曳力计算,提出更具一般意义的欧拉－拉格朗日方法,实现对行驶车辆引起空气流动及湍流的模拟.模拟结果显示,在不同的背景来流风速下,行驶车辆对街谷内湍流有显著影响,而对平均流场的影响相对较弱.行驶车辆诱导的湍流主要分布的靠近路面的区域,且在靠近背风面的地方湍流强度增加最为显著.街谷内行驶车流诱导湍流强度及分布受背景来流风速的影响显著,而受车辆行驶速度的影响相对较弱.模拟结果显示,街谷内行驶车流对风场的影响非常复杂,以至于简单的以车辆行驶速度或背景来流风速进行参数化的模型很难模拟不同情形下的流场特征.而本文提出的拉格朗日模型在模拟街谷内行驶车辆对风场的影响时具有更高的精度和灵活性.