城市下垫面污染物扩散关键因素与模型进展研究

大气在城市下垫面传输扩散除了受到风、温度层结、湍流和大气稳定度等基本因素的影响,还需考虑人类活动和特殊地形导致的影响,如人工植被、道路结构、建筑群以及水体因素.文章介绍了城市下垫面影响大气污染物扩散的因素和外场试验、风洞试验、数值模型模拟三种基本研究方法,并对学者们当前进行的多种模型模拟方法进行了简要总结,同时指出了目前研究工作中存在的问题并针对这些问题对大气扩散模型研究方向提出了一些建议.     

基于湍流-布朗效应的焊接气溶胶运动特征数值模拟研究

为了探究手工电弧焊接气溶胶颗粒的运动轨迹和扩散分布规律，根据气溶胶动力学、等离子体流动力学和计算流体力学原理，结合湍流流动和颗粒物布朗效应，建立了等离子体-热空气-颗粒物动量、能量耦合的焊接气溶胶颗粒扩散数学模型，并通过数值模拟探究了焊条夹角及颗粒物粒径对焊接气溶胶运动状态及水平、竖直分布特征的影响。研究结果表明：焊条夹角对于焊接颗粒物的初始位置分布及运动轨迹具有重要的影响，颗粒物产生的区域将向着背离焊条倾斜方向偏移，这一偏移将随着焊条与平面夹角的减小而增大；在焊接亚微米气溶胶颗粒的自由扩散过程中，颗粒的扩散分布与粒径密切相关，对于小粒径颗粒物，特别是0.1μm的超细颗粒物，在布朗力的作用下，颗粒物的水平距离原点矩D>75 mm,而对于粒径在0.5μm以上的较大颗粒物，其D<15 mm。说明粒径较小的颗粒物扩散性更强，分布更为广泛，由于分子滑移的作用，气流对超细颗粒物的拖曳效应下降，小粒径颗粒物的运动轨迹更易与气流方向发生偏离。