耦合CFD软件与地理信息系(GIS)在城市大气污染中的模拟研究硕士论

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1、分类号!垦璺璺单位代码!Q鱼!墨学号11124005O墨廑g．通x,f-硕士学位论文耦合CFD软件与地理信息系(GIS)在城市大气污染中的模拟研究研究生姓名：缝重熟导师姓名及职称：韭墓玲量!』麴授堂直仁数援申请学位类别三堂亟±学位授予单位重麽童道盍堂一级学科名称±查王程论文提交日期垫!垒生璺县垫旦二级学科名称垡垫!垡邀氢：通匝壁窒塑王猩论文答辩日期垫!生生璺且璺旦2014年6月8日ApplicationResearchofAtmosphericPollutionintheCityCoupledwithCFDSoftwarean

2、dGeographicInformationSystem(GIS)ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuYunkaiSupervisor：Prof．ZhangHuilingSupervisor：Prof．ZhangFurenChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包

3、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作粼：豫立。笏b日期：击／牛年‘月彳日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本

4、人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名彩＼舂孰指导教师签名：瓣礁日期：加／cP年6月7日日期：孑易可年否月刁日本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规椁篡～：臻．／：-k兢学位论文作者签名：‘搠。，’’u日期：旁／牛年∥月匀R指导教师签名：日期：≥潍摘要随着城市的规模不断的壮大，人口数量不断的增加，城市大气污

5、染已经成为城市最为严重的污染之一，也是近年来的研究热点。FLUENT的计算功能强大，能够准确的、快速模拟各种条件下的污染物的扩散情况，显示出污染物的扩散轨迹，成为了污染物模拟研究中最常用的软件，但是FLUENT的建模功能力不强，对模拟结果的分析，特别是三维分析功能不够强大。而GIS是一种具有集中、存储、操作和显示地理信息的计算机系统，能够快速的建立复杂的城市模型，有强大的空间分析能力，例如污染物扩散范围的显示、影响的区域分析、影响人口的分析、应急设施的分布等。但GIS的计算能力不强，特别是对复杂的物理模型需要靠外部插件进行运算

6、。为了将两种软件的优势进行结合，本文提出了一种通过ARCGIS来建立复杂的三维城市群模型的方法，并能在FLUENT进行模拟；并选择一种中间数据格式，以松散集成的方式集成FLUENT与GIS两个软件。使得ARCGIS可以使用地理信息数据为FLUENT建模，而FLUENT的模拟数据能够在ARCGIS中读取并显示，达到能够快速的模拟、分析城市污染气体的扩散规律。结果表明，当拥有GIS的地形数据时，运用ARCGIS生成三维模型，导入FLUENT进行模拟计算，以这种方式来建立模型将会节省大量的建模时间，对于建立复杂的建筑群模型有着巨大的

7、优势。只需要运用GIS地形数据，不需要编写程序，不考虑GIS数据结构和形式，只要数据能够在ARCGIS中生成三维模型都可以用来建立模型。在文通过运用中间数据使FLUENT的模拟数据能导入ARCGIS中并实现三维显示。在这个过程中，首先将FLUENT的模拟数据导出为节点数据，然后转换成ARCGIS可读取的中问数据结构，在ARCGIS中三维显示出污染物的整体扩散轨迹，并且用颜色来表达浓度值的大小；在ARCGIS显示的二维浓度云图与FLUENT的后续处理软件TECPLOT的显示结果进行对比，证明FLUENT数据通过转换能够很好的在A

8、RCGIS中进行显示，并且能够运用ARCGIS的分析功能对污染物在整个城市的扩散情况进行分析。在本文对FLUENT与ARCGIS进行了简单集成研究，实现了FLUENT与ARCGIS数据共享，使两个软件之间的优势得以结合，优缺点形成了互补，对于快速模拟城市大气污染扩散的研究提供