大风条件下的交通污染物扩散路径模拟研究

大风会使交通污染物扩散速率增加,大气环境问题突出,为此提出大风条件下交通污染物扩散路径模拟方法。将风压、平均风压系数、湍流强度作为大风条件下影响污染物扩散浓度的主要参数,设计污染物扩散方程。综合质量、动量和能量守恒方程,建立流体力学模型;设定模拟场域的相关要求,明确边界条件,即可模拟出污染物扩散路径。实验结果表明,所提方法的模拟结果与实际结果相符,即污染物的扩散路径通常分布在背风面,且绿地廊道等空旷区域比建筑物密集区域污染物扩散量更高。

风与车流联合作用下在役桥行车舒适性研究

现有基于风-汽车-桥梁耦合振动的行车舒适性研究中,较少考虑了车流随机性和路面等级退化因素,致使分析成果具有一定局限性.本文综合考虑了车流随机性和路面等级退化等因素,运用一种新的车辆和路面等级退化模型分析大跨度桥梁的振动及行车舒适性.建立一个包含座椅及车辆纵向振动的24自由度空间车辆模型;基于考虑邻近车辆影响的改进CA(Cellular Automation-元胞自动基)模型和路面退化模型,通过桥梁和车辆相互作用力关系,建立了风-车流-桥梁系统的耦合振动方程.数值计算表明:本文所提出的方法能够合理地模拟风-车流-桥梁系统的耦合振动,且驾驶员座椅模型的各向振动对行车舒适性有显著影响.

在风浪影响下的集装箱船航速分析

为优化集装箱船航速,减少油耗,在考虑风浪干扰的基础上,根据船舶航行中的功率关系,建立船舶减速模型。该模型能够计算出在不同风浪条件下船体所受风、浪干扰力以及船舶减速幅度。将建立的减速模型与现有的拟合模型进行对比,结果表明,来自船舶正横前和正横后的风浪合力对船舶航行起到阻碍作用。当风浪来自船舶正横前时船舶降速的幅度较大;当风浪来自船舶正横后时船舶降速幅度较小;船舶降速幅度在相同风浪条件下会随着航速的增大而减小。建立的减速模型比拟合模型更具有适用性,利用建立的模型能够较为准确地估算出在风浪影响下船舶的减速幅度。

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区,机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO;等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响,同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此,以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象,依据质量守恒定律、并联风路理论,并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法,开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究;基于研究结果,提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法,包括交通风速V;、对流传质系数h;和扩散特征系数K等关键参数的确定方法;长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性,交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I;分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时,利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度;同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。

基于微观交通流模型的风-车-桥系统高真实度模拟

为了从微观交通流模拟和相对应全耦合风-微观交通流-桥梁数值分析框架2个角度对现有风-车-桥耦合振动系统进行精细化改进,首先定义基于元胞自动机(Cellular Automata,CA)原理的三车道微观交通流中车辆换道及行驶规则,并且将实测数据融入所建立的微观交通流模型中;其次建立微观交通流下的风-汽车-桥梁系统分析框架;最后以杭州湾跨海大桥主航道桥为例,计算了风环境下Monte-Carlo方法和CA交通模型模拟的交通流荷载作用下该桥的响应。研究结果表明:对于相同的交通流密度,CA模型计算的桥梁荷载响应变异系数、极值都比Monte-Carlo方法计算的结果小;而对于均值、交通流密度较低时,CA模型计算的结果小,反之,则大。