中性与稳定层结条件下建筑物周围流场与污染物扩散的风洞模拟研究
2021-05-21李云鹏张俊芳李若洁姚仁太
李云鹏,张俊芳,李若洁,李 煜,姚仁太
(中国辐射防护研究院,太原 030006)
污染物通过建筑物顶部通风管或烟囱进入大气环境中,建筑物形状、风速、温度层结等因素都会影响污染物流动和扩散规律。其中,温度层结是一个重要的因素,其会影响大气边界层的厚度、结构以及边界层内的风、温和湍流强度廓线[1]。根据我国已建和拟建核电厂址的气象观测数据,滨海核电厂址有32%~58%(根据ΔT~u分类法)的时间出现非中性大气层结,一些内陆核电厂址该比例高达63%~73%.因此,有必要研究温度层结对大气流动和污染物扩散的影响。
国外关于建筑物周围流场与污染物扩散研究大多是在中性层结条件下开展的,结果表明,建筑物尖锐边缘会导致污染物浓度降低[2];建筑物顶部回流区污染物浓度随着烟囱高度或释放速率的升高而降低[3]。只有部分学者研究了温度层结对建筑物尾流区污染物扩散的影响。KOTHARI et al[4],HIGSONE et al[5]以及MAVROIDIS et al[6]研究了不同温度层结条件下建筑物尾流区的污染物扩散。UEHARA et al[7]研究了温度层结对城市街区峡谷中污染物流动和扩散的影响。YASSIN et al[8]模拟了不同温度层结条件下对建筑物周围流场和污染物扩散的影响,但只研究了下风向1.5倍建筑物高度距离处的规律。MARUCCI et al[9]通过风洞在壁面加热的基础上研究了稳定边界层对二维街道峡谷中污染物流动与扩散的影响。在我国,一些学者已在中性层结下对建筑物或建筑物群周围的流场与污染物扩散问题开展相关研究[10-11],结果表明,建筑物和建筑物群对污染物扩散的影响非常复杂,这种影响与建筑物几何形状、来流方向、烟囱高度以及边界层流动的性质和尺度密切相关。……
