大气气溶胶干沉降研究进展

从干沉降速度定义出发,综述了过去几十年来国内外在气溶胶干沉降实验技术和理论方面的主要进展.气溶胶粒子从大气向地表沉降的过程决定于颗粒物的粒径、密度和空气粘性系数,同时受空气动力学阻力、粘滞层阻力和表面收集阻力的影响,这些阻力分别与大气层温度、风速、相对湿度等微气象条件密切相关.获取干沉降速度的方法主要有示踪法、梯度法和涡流相关法等.风速的三维瞬时量、动能、摩擦速度、温度和涡旋扩散系数可由超声风速温度仪测定.由于气溶胶具有很宽的粒径谱分布,通常使用几台仪器(如串联式多级采样器、空气动力学粒径谱分布仪和扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪)进行联合测量.干沉降参数化方案中,基于斯托克斯定律的物理模型着重于平衡重力、浮力和阻力的作用,半经验方案则进一步考虑了大气湍流、分子运动以及表面捕获机制包括布朗扩散、碰撞、截留、反弹、热泳和扩散泳.然而,参数化方案预测结果在某些粒径段与外场测量数据仍存在显著差异.结合目前干沉降研究存在的问题,对今后气溶胶干沉降的研究方向和技术方法进行了展望.

风洞模拟湍流边界层的子波分析

应用子波分析对在环境风洞中模拟的平坦及城市近地面边界层湍流进行了研究,探讨了湍流的间歇性结构与湍流的串级输送.实验结果表明,近地面边界层的湍流行为具有强烈的间歇性特征,因而在用数值或物理模拟近地面层湍流时,这种间歇性时间尺度以及相应的几何尺度必须加以考虑.

近壁面猝发湍流对颗粒物起尘机理的探讨

应用象限分析对在环境风洞中模拟的平坦近壁面湍流进行了研究,探讨了近壁面湍流的间歇性结构与猝发现象,观察了颗粒物起动的过程,探讨了猝发湍流对颗粒物的作用机理.结果表明,比平均雷诺切应力高1个量级的瞬时雷诺切应力,时间分担率小于20%,而对平均雷诺切应力的贡献率却达到50%.近壁面层湍流猝发行为中抛射和外交换对颗粒物的飞起有支配作用,导致的瞬时雷诺切应力足以使颗粒物脱离地表进入空中.以10倍平均雷诺应力来估计抛射行为导致的瞬时雷诺切应力,考察瞬时雷诺切应力对颗粒物起动的作用,得到了与经验公式一致的起尘临界摩擦速度公式.在颗粒物起动研究中,对于可表征湍流在空间和时间上间歇性猝发特点的瞬时雷诺切应力,应引起足够的重视.

室内颗粒物的稳态置换流净化机制

对室内颗粒物输运扩散进行了机理上的探讨.用时间空间尺度分析方法,把颗粒物通量分解为宏观平均运动δ尺度的平移滑移,湍流运动的η微尺度的湍流扩散,以及分子运动λ尺度的布朗运动4部分,得到颗粒物通量的系综平均表达式及模式计算表达式,并以此分析总结出提高室内颗粒物净化效率的方法,即低流速及低湍流度梯度.采用数值计算比较了稳态置换流与常规点状上进风上排风形成流场的区别,通过现场实测比较了不同方式安装稳态置换流装置的2个房间的颗粒物数浓度随时间变化,提出并应用剂量加权净化效率对净化效果进行了比较.结果表明,稳态置换流的维持弱正压、线状斜对边进排气口布局、低流速及低湍流度等做法能有效提高净化效率并降低能耗.

鸣沙沙粒振动频率自锁机制

研究在30°安息角的沙坡面上,单一粒径球形沙粒的运动状态。假设沙粒无滑动且碰撞时角动量守恒,则扰动沙粒经过不超过5次的滚动、抛射、再滚动后,即进入与初条件无关的周期性运动,其频率为0.39g/D(1/2),与鸣沙流的梯度相近,临界抛射角稳定在51.2°,抛射过程沙粒自旋角速度为16 r/min。自保持的周期性决定了沙粒的整体协同运动,是鸣沙发声及频率自锁的根本原因。

澳门荷兰园街汽车尾气扩散规律实验研究

1996年和 1997年 ,两度对澳门荷兰园街狭窄街区复杂地形下汽车尾气湍流扩散与浓度分布规律作了模拟实验 .澳门荷兰园街区建筑物密集 ,高度参差不齐 ,道路狭窄 ,地形复杂 .经实验得出 ,近地层风速小 ,湍流度大 .5 0m高度以上 ,建筑物影响减小 ,风速迅速增大 ,在中性条件下 ,风速指数为 0 .37,湍流度迅速减小 ,具有典型复杂地形的大气边界层特征 .街区汽车尾气在下风向有明显的绕流现象 ,即街区近地层沿街道流动 ,或沿低矮建筑物流动 .

基于复杂外型建筑物的风振系数

针对高耸建筑物风振系数的复杂性,在北京大学环境学院国家重点实验室2号环境风洞中,采用高频动态天平技术,对缩尺比为1?400的英利大厦模型进行了风洞试验,获得了作用于该建筑物上的静、动态风荷载,通过对试验结果进行分析、计算,直接求出了该建筑物的风振系数值,从而为复杂高耸建筑物的风振系数研究开辟了一条新路.

不规则外型高耸建筑物的体型系数研究

对于外型不规则的高耸建筑结构,特别是存在相邻建筑物干扰时,其体型系数值将会发生显著变化,导致所得到的风荷载误差很大。为了研究这一问题,在北京大学环境学院国家重点实验室2号环境风洞中,对缩尺比为1∶300的英利大厦模型进行了风洞试验,获得了作用于该建筑物上的静、动态风压,通过对试验结果进行分析、计算,直接求出了该建筑物的体型系数值。

复杂地形高含硫天然气风洞扩散实验及安全防护距离

为了探究高含硫天然气在复杂山地条件下的扩散规律、分布特征和外部安全防护距离,建立了泄漏源周边半径3 km范围的山区地形模型,分别测试了8个典型风向、3个来流风速共24种工况下的气体浓度,采用基于风险的方法研究了各类防护目标的安全防护距离。研究结果表明:①高含硫天然气的扩散过程可归纳为“顺坡扩散”和“切坡扩散”两种模式,风速、风向、地形及其相互作用是影响扩散过程和危害范围的重要因素,扩散过程表现出非均匀、非定常特征,并且分布各异;②复杂地形影响下的危险区域会沿多个方向扩展,并且形状很不规则,Ⅲ~Ⅱ级危险区域的最大影响距离是东北方向1500 m,Ⅰ级危险区域的最大影响距离是东北方向1200 m;③与平坦地形显著不同的是,复杂地形下的风向对扩散危害范围有显著影响,风速为1 m/s、2 m/s和4 m/s时,W风向最大浓度分别是N风向最大浓度的18.2倍、26.8倍和22.9倍;④在地形和风向共同作用下,不同防护目标在不同方向的安全防护距离为60.5~727.8 m,同一类防护目标在不同方向的安全距离相差约2倍。结论认为,采用风洞实验与定量风险评估相结合的方法,可以全面、有效地研究高含硫天然气扩散特征和安全防护距离。

首都博物馆建筑空气动力学计算

大型建筑的设计必须考虑风载荷,计算机和计算技术的发展已使形状复杂的建筑外空气流动载荷由计算来求得。本文介绍应用商品软件计算一个新型建筑外部流动的方法和结果。所得与风洞试验相比的一致性表明,这类风工程所需的气动参数可单靠数值计算来得到。

防风网泄流区湍流的子波分析

在边界层风洞中模拟了防风网附近的湍流流动 ,应用子波分析对防风网泄流的湍流信号进行了研究 ,发现与无防风网平坦条件相比 ,湍涡的能量及发生的频率都有显著降低。这说明 ,防风网在降低风速的同时也降低了湍涡发生频率 ,起到抑制起尘的作用。

单排光伏板防风固沙功能的风洞模拟研究

为了阐明光伏板的防风固沙功能,在风沙环境风洞内模拟研究与主风向呈2种角度(β=45°、β=90°)的单排光伏板在4种不同风速条件(5m/s,8m/s,12m/s,16m/s)下的风速流场和防风效能,并采用在光伏板底部覆沙的方法研究其风蚀积量的变化过程和固沙功能。结果表明:1)两种角度的单排光伏板对来流风速均具有分流减速作用,当风经过光伏板时,在板上部区域形成气流加速区,下部有狭管效应,板面上方0~2H区域内有风影区产生,其它区域均对风速产生阻滞减速作用。2)各观测位点风速廓线表明,β=90°光伏板风速廓线分布较分散,曲线倾斜度大,β=45°光伏板风速廓线分布紧密,曲线倾斜度小,平均风速降低趋势β=45°相比β=90°光伏板更平缓,波动小。3)随水平距离的增加,β=45°光伏板防风效能变化呈倒“V”型单峰曲线变化,变化平缓,而β=90°光伏板防风效能呈倒“W”型双峰曲线变化,波动剧烈。4)两种光伏板在不同部位风蚀积特征有差异,在光伏板前部均有积沙,β=90°呈单峰态,而β=45°呈双峰曲线变化;在光伏板中部,均有掏蚀作用发生,而在光伏板后部,β=45°随水平距离的增加呈风蚀积交替变化,而β=90°以风蚀为主。光伏板中部区域是防沙治沙的重点区域。

利用环境风洞研究北京裸土风蚀特性

通过风洞模拟实验对北京地区不同类型裸土的风蚀特性进行了研究。结果表明:北京地区不同类型裸土的风蚀特性存在显著差异,各类型裸土的起动风速在3.0~5.0 m/s,从高至低的排序为:壤土-粘壤土>壤土>砂壤土>砂土。该实验结果可为进行北京地区裸土风蚀扬尘量计算及其空气质量影响研究提供可靠基础数据。

人与环境之间伦理关系的反思

同学们,晚上好!很高兴和大家讨论人与环境之间伦理关系的话题。现在我们有很多搞哲学和伦理学的专家,这是很必要的,但是环境伦理更重要的是普及。什么是环境伦理在介绍环境伦理之前,先说说伦理。伦理指的是人与人之间的关系。"伦"是条理的意思,"理"