城市街区内污染物扩散数值模拟研究综述

城市街区内的环境状况受到污染问题的影响越来越大，尤其在交通污染日益严重的情况下，人们对生活环境质量的要求也在不断提高。城市街区内污染物的扩散情况，尤其是交通排放的污染物在城市街道峡谷中如何传播、如何影响城市街区内部的气流场特性，成为了研究的热点。本综述文章旨在总结城市街区内大气流动和污染物扩散的主要研究方法，并对数值模拟方法的研究现状和进展进行探讨。 在研究方法上，主要分为实地测量法、物理模拟法和数值模拟法。实地测量法通过安置检测设备，获取街道内部的速度场和污染物浓度场分布数据，这种方法的优点在于数据可靠性高，但存在城市环境检测点数量和方位限制的问题。物理模拟法利用风洞实验模拟大气及污染物扩散，虽然实验结果容易控制和复现，但需要满足相似准则，否则会导入误差。数值模拟法在近年来由于计算机性能的提升和计算流体动力学（CFD）技术的发展，被证明为研究城市街区内气流场和污染物扩散的重要手段。它不仅成本低、效率高，而且可以提供详细的流场和污染物浓度数据。 研究现状方面，自20世纪70年代以来，学者们对城市尺度街道交通污染物扩散和微尺度湍流边界层内交通大气污染物扩散进行了大量的研究。城市尺度的研究主要关注风速、风向以及气象条件对整个道路污染物浓度分布的影响，而微尺度研究则更加关注街道峡谷内部流场对污染物扩散的具体影响。在数值模拟方面，随着CFD技术的发展，研究者能够建立更精确的计算模型，并通过流体动力学计算分析城市街区内部流场特性和污染物的扩散情况。例如，通过有限差分法和有限体积法可以模拟街道峡谷内的污染物浓度分布，以及研究街道峡谷内流场运动等复杂现象。 城市街区内污染物扩散数值模拟的研究对于指导城市建筑布局、道路建设和交通规划等具有重要意义。研究者通过模拟不同的城市街区环境，可以评估不同规划方案对空气质量的影响，从而为城市规划提供科学依据。通过对城市街区内气流场和污染物扩散规律的深入理解，可以更好地掌握污染物在城市环境中的扩散机理，为预防和减少交通污染的影响提供理论支持。 文章还提到了城市街区内污染扩散研究的展望和设想，指出未来的研究需要更精确地考虑各种环境因素，如地形、建筑物形状和布局、交通流量和类型等，以提高模拟结果的准确性。此外，随着环境监测技术和大数据分析的发展，未来研究将更加依赖于实时监测数据和高级数据处理技术，从而实现在更复杂的城市环境中对污染物扩散进行更精确的预测和管理。