大风条件下不规则建筑群形态对污染物扩散影响的模拟方法研究

《大风条件下不规则建筑群形态对污染物扩散影响的模拟方法研究》是一篇探讨在强风环境下，建筑物布局对空气污染物扩散过程影响的研究论文。该研究旨在通过数值模拟的方法，分析不同形态的建筑群结构如何影响污染物的传播路径、浓度分布以及扩散范围，从而为城市规划和环境治理提供科学依据。

随着城市化进程的加快，高层建筑和复杂建筑群在城市中日益增多，这使得空气污染物的扩散行为变得更加复杂。传统的污染物扩散模型通常假设地形平坦且建筑布局简单，但在实际情况下，建筑群的不规则性会显著改变风场结构，进而影响污染物的传输过程。因此，研究不规则建筑群对污染物扩散的影响具有重要的现实意义。

本文采用计算流体力学（CFD）方法，结合大涡模拟（LES）技术，构建了高精度的三维数值模型。该模型能够准确捕捉建筑群周围的湍流结构和风场变化，从而更真实地反映污染物在复杂地形中的扩散过程。研究中考虑了多种建筑群形态，包括矩形排列、交错排列以及随机分布等，以评估不同布局对污染物扩散的影响。

研究结果表明，建筑群的形态对污染物扩散有显著影响。例如，在矩形排列的建筑群中，由于风场受到阻滞，污染物容易在建筑间形成“堆积效应”，导致局部区域污染物浓度升高；而在交错或随机排列的建筑群中，风场的变化更加剧烈，污染物的扩散速度更快，但扩散范围也更广。此外，建筑高度和间距的不同也会对污染物的垂直和水平扩散产生影响。

论文还讨论了不同风速条件下的污染物扩散特征。在大风条件下，污染物的扩散速度明显加快，但由于风力作用增强，污染物可能会被带到更远的区域，造成更大范围的污染。同时，风向的变化也会导致污染物扩散路径发生偏移，增加了污染预测的难度。

为了提高模拟的准确性，研究引入了多尺度建模方法，将建筑群的整体布局与单个建筑的细节结构相结合，从而更全面地反映污染物的扩散过程。此外，论文还比较了不同湍流模型在模拟建筑群周围风场时的适用性，指出某些模型在处理复杂几何结构时存在局限性，需要进一步优化。

在实际应用方面，该研究为城市规划者提供了重要的参考信息。通过对建筑群形态的优化设计，可以有效减少污染物的聚集，降低环境污染风险。同时，该研究也为环境监测和污染预警系统提供了理论支持，有助于提高城市空气质量管理和应急响应能力。

总之，《大风条件下不规则建筑群形态对污染物扩散影响的模拟方法研究》通过先进的数值模拟方法，深入分析了建筑群形态对污染物扩散的影响机制，揭示了复杂建筑环境下污染物的传播规律。该研究不仅丰富了大气污染扩散领域的理论基础，也为实际工程应用提供了科学指导。