一种街区污染物浓度分布模型建立方法
【专利摘要】本发明提供一种街区污染物浓度分布模型建立方法，利用CFD模型获取风场矩阵，以此为基础建立街区内风场多元线性回归方程，实现街区内风场的计算，基于高斯烟团模型和GPU并行技术获取街区内污染物浓度分布，基于高斯烟羽模型和背景风获取街区外污染物浓度分布。该方法简化并加快了风场的计算过程，提高了街区内外部污染物浓度的计算效率。
【专利说明】一种街区污染物浓度分布模型建立方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境科学领域，具体地涉及一种街区污染物浓度分布模型建立方法。【背景技术】
[0002]目前道路交通已经成为现代城市的主要污染源之一，汽车尾气中含有固体悬浮颗粒、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等各种污染物，而建筑物与街道形成的峡谷式地形导致了街渠风、行道风等特殊的空气流动现象，这种空气流动现象的结果之一就是，如图1所示，当背景风垂直建筑物吹入时会形成涡流，交通源排放的污染物会随涡流进行传输，并且在底部的背风侧累积，从而形成背风侧污染物浓度高于向风侧的浓度分布特征。
[0003]最早用于获取街区污染物浓度分布的街区模型是STREET模型，而现在比较常见的街区尺度模型包括有 Gaussian plume model、OSPM、CALINE4、UHMA, MAT、M0N032、MATCH、CFD等。其中高斯模型是较为简单快捷的模型，不过考虑的因素也相对较少。CFD(Computational Fluid Dynamics,即计算流体动力学)模型是指通过计算机进行数值计算和图像显示，分析包含流体流动和热传导等相关物理现象的系统，其基本思想是用一系列有限个离散点上的变量值的集合代替时间域及空间域上连续的物理量的场(如压力场)，然后按照一定的原则和方式建立这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，通过求解代数方程组获得场变量的近视值。由于CFD模型采用的是计算流体动力学的方法进行模拟，所以具有较高的准确性，但是，也正因为CFD模型是基于流体动力学的模型，其计算复杂，计算量大，所耗费的时间也较长。
【发明内容】
[0004]为此，本发明所要解决的技术问题在于简化街区污染物浓度分布模型中风场的计算过程，提高街区污染物浓度分布模型的计算效率，从而提出一种街区污染物浓度分布模
型建立方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种街区污染物浓度分布模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0007]S1:建立多元线性回归方程:
【权利要求】
1.一种街区污染物浓度分布模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤: S1:建立多元线性回归方程:
2.根据权利要求1所述的街区污染物浓度分布模型建立方法，其特征在于，所述步骤SI中，采用如下CFD模型获得风场矩阵，CFD模型函数的表达式为:
3.根据权利要求1或2所述的街区污染物浓度分布模型建立方法，其特征在于，所述步骤Si中，所述多元线性回归方程为:
4.根据权利要求1-3任一所述的街区污染物浓度分布模型建立方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用所述高斯烟团模型与GPU (Graphic Processing Unit)并行技术结合,获得街区内污染物浓度分布。
5.一种多街区污染物浓度分布模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤: S1:记录多街区中的任意一个街区利用高斯烟团模型计算得到的烟团链上最后一个烟团的位置(x，y，z)； S2:分析判断，若(x，y，z)位于街区的顶面上，则利用高斯烟羽模型对全区域进行浓度分布计算；若(x，y，z)位于街区的侧面上，则利用高斯烟团模型对相邻街区进行浓度分布计算； S3:整合多个街区得到的污染物浓度分布，最终获得全区域内污染物浓度分布计算结果O
【文档编号】G06F17/50GK104008229SQ201410181396
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】刘峻峰, 黄欣, 陶玮, 孟靖, 陈卓 申请人:北京大学