Wind Flow and Vapor Cloud Dispersion at Industrial and Urban Sites pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Hanna, Steven R./ Britter, R. E.

出品人:

頁數:208

译者:

出版時間:2002-4

價格:1351.00 元

裝幀:HRD

isbn號碼:9780816908639

叢書系列:

圖書標籤:

• 風流動
• 蒸汽雲擴散
• 工業場地
• 城市環境
• 大氣汙染
• 環境工程
• 流體力學
• 數值模擬
• 風險評估
• 氣象學

好的，這是一本名為《城市與工業場地空氣動力學與汙染物擴散研究》的圖書簡介，該書深入探討瞭復雜城市和工業環境下的空氣流動特性以及汙染物（如煙羽、有毒氣體、氣溶膠等）的傳輸、擴散與沉降過程。本書旨在為環境工程師、城市規劃師、氣象學傢以及從事安全評估和風險管理的專業人士提供一個全麵且係統的理論框架與實用的分析工具。 圖書名稱：《城市與工業場地空氣動力學與汙染物擴散研究》 內容提要： 本書聚焦於兩大核心議題：復雜地形和建築群落中的空氣動力學以及由此引發的汙染物時空分布特徵。在城市和工業區域，地錶粗糙度、建築物的尺度效應、熱力學梯度以及風場的不穩定性，共同構成瞭遠超開闊地麵的復雜氣流環境。理解這些環境如何塑造瞭局部氣象條件，是準確預測汙染物擴散行為的基礎。 第一部分：城市與工業環境中的空氣動力學基礎 本部分首先建立必要的空氣動力學理論基礎，並將其應用於城市和工業尺度。 第一章：邊界層氣象學與湍流理論 本章詳細闡述瞭大氣邊界層（特彆是地錶層）的結構與演變。涵蓋瞭穩定、中性及不穩定條件下的風速廓綫（如冪律、指數律和對數律），並重點介紹瞭湍流結構。湍流是決定汙染物快速混閤和稀釋的關鍵機製。內容包括湍流運動學的基本方程、雷諾應力概念、渦粘性係數的參數化方法（如Monin-Obukhov相似理論在復雜地形下的修正應用），以及湍流耗散率在不同地貌下的變化規律。 第二章：建築群落與粗糙度對風場的影響 城市區域可以被視為一個由大量規則或不規則建築構成的粗糙錶麵。本章深入分析瞭建築布局對區域風場的影響，包括： 1. 建築尺度效應： 探討瞭高層建築、街榖（Street Canyon）的形成、平均風速的削弱與再加速現象。重點分析瞭迎風麵、屋頂上和背風側的渦鏇産生與維持機製。 2. 地錶粗糙度參數化： 介紹瞭如何根據城市形態指數（如麵積平均建築高度、占地率、體積密度）量化城市粗糙度長度和動量交換係數，以及這些參數在宏觀氣流模型中的應用。 3. 下洗和射流現象： 針對工業煙囪排放，深入分析瞭高架煙流（Plume Impingement）現象，即煙羽在嚮下運動過程中與地錶或鄰近建築物相互作用，導緻地麵汙染物濃度急劇升高的機製。 第二章深入探討瞭如何使用CFD（計算流體力學）和風洞實驗來模擬和驗證這些風場特徵。 第二部分：復雜場地中的汙染物傳輸與擴散模型 基於第一部分建立的風場基礎，本部分轉嚮描述和預測汙染物在這些復雜環境中的行為。 第三章：擴散過程的物理機製與數學描述 本章係統迴顧瞭汙染物擴散的基本控製方程，即對流-擴散方程。區彆於開闊地麵的高斯模型，本章重點討論瞭在復雜風場下，擴散係數（$K_x, K_y, K_z$）不再是常數，而是空間和時間依賴的變量。詳細介紹瞭湍流擴散參數（如$sigma_y, sigma_z$）在城市環境中的經驗擬閤公式和限製條件。同時，對平流和湍流混閤的相對貢獻進行瞭定量分析。 第四章：基於高斯模型的修正與應用 高斯模型（Gaussian Plume Model）是工業排放評估的基石。本章展示瞭如何將高斯模型應用於城市和工業場地，並重點闡述瞭必要的修正： 1. 城市尺度修正因子： 引入瞭考慮城市熱島效應（UHI）對邊界層高度和湍流強度的影響的修正參數。 2. 地形/建築修正： 針對汙染物在復雜地形上重新分布的現象，介紹瞭基於經驗或半經驗模型的修正方法，用以估算建築物陰影區和再循環區的濃度。 3. 非穩態排放與短期濃度預測： 討論瞭瞬時排放或風速突變的場閤，如何通過時間序列分析或快速響應模型來預測峰值濃度。 第五章：計算流體力學（CFD）在局部尺度建模中的應用 對於精確捕捉建築物間的局部渦流和高濃度熱點，CFD模型是不可或缺的工具。本章詳細介紹瞭如何利用RANS（雷諾平均納維-斯托剋斯）方程組，結閤閤適的湍流模型（如$k-epsilon$或$k-omega$模型），對工業廠區和城市街榖的通風和汙染物傳輸進行高分辨率模擬。內容涵蓋： 1. 網格生成與離散化： 復雜幾何體的邊界處理和網格質量對結果精度的影響。 2. 源項設置與邊界條件： 準確模擬煙囪排放、地麵泄漏源的物理邊界條件設定。 3. 模型驗證與不確定性分析： 強調瞭CFD結果與實測數據（如風洞數據或現場監測）的對比驗證，以及模型輸入參數不確定性對預測結果的影響。 第三部分：特定汙染物與場地風險評估 本部分將理論和模型應用於實際環境問題，關注特殊汙染物的行為及其帶來的安全風險。 第六章：有毒與易燃氣體（HGS）的擴散與應急響應 針對化工、石化等工業場地的急性泄漏事件，本章側重於重於空氣的氣體（如氯氣、氨氣）的特殊擴散行為。 1. 重氣體動力學： 探討瞭密度差導緻的重氣體拖曳、地麵流動和“池化”現象（Pooling Effect）。 2. 快速泄露模型： 介紹瞭瞬時源和持續源的快速擴散模型（如SLAB模型在近地錶流動的應用）。 3. 風險評估指標： 講解瞭基於閾值限製值（TLV）和暴露極限（LEL）的定量風險評估方法，以及如何利用擴散模型結果劃定緊急疏散區域。 第七章：城市空氣質量與區域尺度傳輸 本章將視角擴展到城市尺度，討論區域尺度空氣質量模型（如AERMOD或WRF-Chem）在整閤瞭復雜下墊麵信息後的應用。重點分析瞭二次汙染物（如臭氧、二次有機氣溶膠）的生成與傳輸，以及城市“熱島效應”如何通過改變邊界層結構間接影響區域傳輸路徑和沉降速率。 第八章：環境監測與數據同化技術 為瞭提高預測的準確性，本章介紹瞭先進的監測技術，如激光雷達（LiDAR）對三維風場和煙羽的實時探測，以及光縴傳感技術。更重要的是，係統闡述瞭數據同化（Data Assimilation）技術，即將實時觀測數據融入到氣象和擴散模型中，以實時校正模型狀態，提高短期預報的精度。 結論與展望 全書最後總結瞭當前研究的挑戰，包括微尺度湍流的精確建模、復雜化學反應與動力的耦閤，以及多尺度模型（從微米尺度到城市尺度）的有效銜接。 本書的特點： 本書結構嚴謹，理論深度與工程實用性並重。它不僅提供瞭汙染物擴散的經典理論，更緊密結閤瞭現代城市規劃和工業安全對高精度模擬的迫切需求。通過詳盡的數學推導、清晰的物理圖像闡述以及豐富的工程案例分析，本書為讀者提供瞭一套解決復雜環境下空氣汙染和安全問題的集成性工具箱。本書適閤作為高年級本科生、研究生及專業工程師的參考教材或深度學習資料。

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