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室内颗粒污染物传播的理论与数值模拟

作　者: 陈芳
导　师: 刘彦；徐江荣
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 应用数学
关键词: 可吸入颗粒物室内污染数值模拟两相流混合模型住宅厨房
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

颗粒物是空气污染中数量最大、成分复杂、性质多样、危害较大的一种,特别是粒径小于10μm的可吸入颗粒,对人体健康构成极大威胁。厨房内烹饪产生的颗粒是室内第二大颗粒源,对室内空气品质构成了极大的危害。为了更好的了解室内人体的颗粒暴露水平,提高室内空气品质,有必要对家用厨房的颗粒分布运动进行研究。本文首先介绍室内空气—颗粒两相流动的混合模型的基本控制方程。针对室内空气的湍流流动,采用单相湍流标准k ?ε模型的推导方法,推导出室内空气—颗粒两相流动的湍流混合模型,并对它进行系数和浮力修正后,为室内空气—颗粒两相流动的数值计算提供数学模型。然后使用混合模型对办公室内颗粒运动进行模拟,部分结果与实验数据进行对比,结果表明修正后的湍流混合模型能对存在明显热源的室内环境有较好的预测。本文采用湍流混合模型,对杭州市一住宅厨房内颗粒分布运动进行了模拟。对厨房内空气流场和颗粒浓度分布进行了分析,结果表明厨房环境中颗粒浓度分布主要受温度差和气流流速的影响。针对这两点,对不同通风方式下厨房内流场设计了四种工况进行模拟,计算了不同粒径大小的颗粒的浓度分布,其结论对厨房内颗粒排除效率的提高和合理的通风方式的设计具有一定的指导意义。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-16
  1.1 室内颗粒物的主要研究内容  9-12
    1.1.1 颗粒来源和穿透作用对室内颗粒浓度的影响  9-10
    1.1.2 通风方式对室内颗粒浓度分布的影响  10-11
    1.1.3 沉积对室内颗粒浓度分布的影响  11-12
  1.2 室内颗粒物运动的研究方法  12-14
    1.2.1 实验研究  12-13
    1.2.2 数值模拟  13-14
  1.3 厨房颗粒物的研究  14-15
  1.4 本文主要研究内容  15-16
第2章室内空气—颗粒物两相流动的混合模型  16-25
  2.1 混合模型~[56]的基本方程组  16-18
  2.2 湍流混合模型的推导  18-21
  2.3 湍流混合模型的修正  21-25
第3章办公室内两相流混合模型模拟及验证  25-35
  3.1 模拟对象  25-26
  3.2 模型建立及数值计算  26-27
  3.3 结果及分析  27-30
  3.4 模型的改进及结果分析  30-35
第4章家用厨房颗粒分布运动的数值模拟  35-53
  4.1 厨房的结构  35-36
  4.2 边界条件及工况设计  36-37
  4.3 模拟结果及分析  37-53
    4.3.1 夏季混合通风下厨房颗粒浓度分布  38-41
    4.3.2 不同季节厨房内颗粒浓度分布的比较  41-45
    4.3.3 不同通风方式厨房内颗粒浓度分布的比较  45-51
    4.3.4 四种工况颗粒排除效率的比较  51-53
第5章全文总结  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-59
附录: 作者在读期间发表的学术论文  59-60
详细摘要  60-67
  参考文献  66-67

室内颗粒污染物传播的理论与数值模拟

内容摘要

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