地下车库污染物浓度的数值模拟
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一种地下车库空气环境数值模拟研究方法地下车库作为城市中常见的停车设施之一,其空气环境质量对停车场的管理和使用效果具有重要影响。
为了研究地下车库的空气环境,可以采用数值模拟方法来进行研究。
本文详细介绍一种地下车库空气环境数值模拟研究方法。
首先,需要采集地下车库的相关数据,包括车库的尺寸、结构、通风设施和排风系统等信息,并确定研究的目标,比如评估车库的室内空气质量、研究停车排放对空气环境的影响等。
然后,利用计算流体力学(CFD)软件对地下车库的空气流动进行模拟。
在进行模拟前,需要建立一个准确的地下车库模型。
模型的建立需要准确描述地下车库的几何形状、通风设施和排风系统等。
可以使用计算机辅助设计软件(CAD)来建立精确的车库三维几何模型,并导入CFD软件进行后续模拟。
接下来,需要设定模拟的边界条件和初始条件。
边界条件包括车库的入口和出口,以及通风设施和排风系统的风速和风压等。
初始条件可以设定为车库初始的温度和湿度等。
然后,进行数值模拟计算。
可以选择适当的数值方法和求解器对模型进行求解。
常用的数值方法包括有限体积法和有限元法等。
在计算过程中,可以监测并记录车库内部的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度等参数的变化。
模拟计算完成后,需要对计算结果进行后处理。
可以使用CFD软件提供的功能对计算结果进行可视化和分析,比如生成车库内部的流线图、温度分布图和浓度分布图等。
同时,还可以将计算结果与相关的标准和规范进行比较,评估地下车库的室内空气质量。
最后,可以根据模拟结果提出优化建议。
根据模拟计算得到的车库的空气环境质量情况,可以提出相应的改进措施,比如增加通风设施、改善排风系统等,以提高地下车库的室内空气质量。
总之,地下车库空气环境数值模拟研究方法是一种有效的研究手段,可以帮助我们了解地下车库的空气环境质量情况,并提出相应的改进措施。
通过数值模拟研究,可以为地下车库的管理和设计提供科学的依据。
MATLAB在地下水污染模拟与修复中的应用方法地下水污染是一种严重影响生态环境和人类健康的问题。
随着工业化和城市化的快速发展,地下水受到了越来越多的污染源的威胁。
为了解决这一问题,科学家们常常使用数值模型对地下水流动和污染传输进行模拟和预测。
MATLAB作为一种强大的数值计算软件,在地下水污染模拟与修复领域中有着广泛的应用。
首先,MATLAB提供了一系列用于解方程和优化的工具箱,这对于模拟地下水污染流动和传输过程非常重要。
研究人员可以利用这些工具箱中的函数和算法,构建数学模型来描述地下水流动和污染物传输的物理过程。
例如,可以使用线性和非线性方程求解器来解决地下水流动方程和污染扩散方程,从而得到地下水流场和污染物传输的分布情况。
其次,MATLAB还提供了可视化工具,可以将地下水污染模拟结果以图形的方式展示出来。
这对于研究人员和决策者来说非常重要,因为图形化的结果更直观、易于理解。
例如,可以使用MATLAB的绘图函数将地下水流场和污染物浓度分布以等值线图、色块图等形式展示出来。
此外,还可以结合地理信息系统(GIS)数据,将模拟结果与实际地理环境进行对比和分析,帮助决策者制定合理的地下水污染修复方案。
另外,MATLAB还支持并行计算和高性能计算,这对于处理大规模的地下水模拟问题非常重要。
地下水污染模拟常常涉及大量的计算和存储数据,需要消耗大量的计算资源和时间。
利用MATLAB的并行计算能力,可以将复杂的模拟问题分解为多个子问题,同时在多个处理器或计算节点上进行计算,从而显著减少计算时间。
此外,MATLAB还支持与其他高性能计算软件和工具的集成,如多物理场模拟软件COMSOL,进一步提高地下水污染模拟的效率和精度。
在地下水污染修复方面,MATLAB在优化算法和最优化理论方面的强大应用也非常有价值。
地下水污染修复常常需要选择合适的修复措施和方案,以最小的成本实现最佳的修复效果。
利用MATLAB的优化工具箱,可以建立数学模型和目标函数来描述修复过程的约束和目标,然后通过优化算法寻找最优解。
智能环保NO.09 202339智能城市 INTELLIGENT CITY 商业地下停车场气体污染物特征及影响因素研究周志平 张锐 徐紫霞(桂林电子科技大学,广西 桂林 541004)摘要:地下停车场属于半封闭空间,机动车排放的尾气难以扩散,导致其空气质量较差,影响人的身体健康。
为研究地下停车场空气质量,文章通过现场测量的方式对桂林市某商业地下停车场的温度、湿度、风速、交通量、挥发性有机物(VOC)浓度进行研究,定量评价气体污染物与影响因素之间的相关性。
结果表明,该地下停车场休息日VOC浓度最高为0.615 mg/m3,地下停车场内的VOC浓度与交通量、温度均为显著正相关,VOC浓度与相对湿度为显著负相关。
关键词:商业地下停车场;气体污染物;通风系统设计中图分类号:X831文献标识码:A文章编号:2096-1936(2023)09-0039-03DOI:10.19301/ki.zncs.2023.09.011我国机动车保有量已超过4.02亿辆,其中汽车3.07亿辆[1]。
不断增加的汽车数量给城市交通带来严峻挑战,修建地下停车场成为目前有效的解决办法之一。
地下停车场属于半封闭的空间,空气质量是人们关注的重点。
车辆冷制动及怠速行驶产生的大量尾气是地下停车场污染物的主要来源,尾气主要由一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等污染气体组成。
除了汽车尾气,地下停车场还存在VOC、可吸入颗粒物等污染物[2]。
Oh等[3]通过对某地下停车场可吸入颗粒物和总挥发性有机物的实测,确定停车场使用者的癌症风险。
Zhang等[4]对3个地下停车场的VOC浓度、交通量、热环境参数进行实测,分析其相关性,并与停车场外的污染物浓度进行对比分析,结果表明室内VOC浓度略高于室外VOC浓度,且VOC浓度差异与交通量呈显著正相关。
文章以桂林市某商业地下停车场为例,对VOC浓度、热环境参数、交通量等进行现场测量,确定VOC浓度的空间和时间分布特征以及与热环境、交通量之间的相关性,更全面地了解地下停车场空气污染物的特征,为通风系统的设计优化提供参考。
本项目共有机动车停车位880个,其中地上停车位280个,地下停车位600个。
地下停车场面积23677m 2,高度为3.5m 。
地上停车位较分散,启动时间较短,因此废气产生量小,在露天空旷条件下很容易扩散,对周围环境影响较小;本评价重点对地下停车场废气排放情况进行分析。
(1)地下车库尾气排放量①地下车库尾气排放量计算公式: 废气排放量:29.1)1(Ak QT D +=式中:D —废气排放量,m 3/h ; Q —汽车车流量,v/h ;T —车辆在车库运行的时间,min ,本项目取1.5; k —空燃比,本项目取12;A —燃油耗量,kg/min ,本项目取0.07; 污染物排放量:DCf G =式中:G —污染物排放量,kg/h ;C —污染物的排放浓度,容积比,ppm ;f —容积与质量换算系数。
(CO 为1.25、THC 为3.21、NO 2为2.05)②计算参数的确定 ✧ 停车场车流量的估算地下车库车流量:在满负荷工况下的车流量,地下车库内车辆达到总泊位数,出入口每小时单程车流量按总泊位数的二分之一计算,即300辆/h 。
✧ 运行时间停车场内的车辆运行情况为怠速(车速为5km/h),根据停车场的基本情况、运行状况,考虑导车、停车发动等因素,从汽车怠速到停车点的距离平均为1.5min ;✧ 汽车耗油量汽车耗油量与汽车行驶状况有关,根据统计资料及类比调查,车辆进出车库(怠速<5km/h )平均耗油量为0.1L/min 。
✧ 空燃比指汽车发动机工作时,空气与燃油之比,当空燃比大于14.5,则燃油完全燃烧,得到CO 2和水;当空燃比小于14.5,燃油不完全燃烧,产生得到CO 、HC 等污染物,经调查,当车辆处于怠速状态时,空燃比一般为12;✧ 汽车耗油量及废气污染物监测数据统计及有关资料,汽车在怠速与正常行驶时所排放的各污染物浓度见表3-11。
表3-11 汽车废气中各污染物浓度按上述有关参数和计算公式,计算得到地下车库废气排放源强见表3-12。
地下水污染数值模拟方法研究近年来,随着工业化和城市化的快速发展,地下水面对着日益严重的污染问题。
如何快速、精准地评估和预测地下水污染的程度和范围成为了关注的热点问题之一。
地下水数值模拟方法是一种有效的技术手段,可以模拟地下水流和污染物迁移,为解决地下水污染问题提供决策支持。
一、数值模拟方法概述数值模拟方法是一种基于数学模型对自然现象进行模拟和预测的技术手段。
地下水数值模拟方法是在数学模型和计算机模拟技术基础上,对地下水流和污染物迁移进行模拟,并提供预测和评估地下水污染的程度和范围。
数值模拟方法在地下水领域被广泛应用,它具有高效、经济、直观、灵活等特点,因此备受关注。
二、数值模拟方法的要素数值模拟方法的要素可分为三个方面,即:模型选择、参数估计和数值计算。
1. 模型选择模型选择是数值模拟方法的第一步,它决定了数值模拟的准确性和可靠性。
地下水数值模拟方法包括几种不同的数学模型,如流体动力学模型、传质模型和一维、二维或三维模型等。
选择适当的数学模型需要同时考虑模型可行性、计算方便性和模型精度等因素。
2. 参数估计参数估计是数值模拟方法的第二步,它是将模型和实际情况联系起来的桥梁。
如何获得准确、可信、可靠的参数是参数估计的关键问题。
通常情况下,参数估计需要采用多种数据、多种方法来确定地下水系统的属性和参数。
3. 数值计算数值计算是数值模拟方法的第三步,它是数值模拟技术的核心。
数值计算要求高效、准确、稳定、收敛性良好且计算量适中。
目前,常用的数值计算方法包括有限元法、有限差分法、边界元法等。
三、数值模拟方法应用数值模拟方法已经成为地下水领域的重要技术手段,广泛应用于地下水开发、污染评估、地下水资源管理、污染防控等方面。
在地下水污染评估中,数值模拟方法可以将地下水受污染的程度和范围进行预测,从而为制定有效的防治和修复措施提供科学依据。
四、数值模拟方法存在的问题然而,在数值模拟方法的实际应用过程中,也存在着一些问题,例如:模型误差、参数代表性、计算误差和计算实时性等问题。