基于WRF-CFD耦合模型的复杂地形大气污染物扩散模拟研究
编号:329
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更新:2026-08-03 17:35:53 浏览:0次
口头报告
摘要
内陆起伏地形、复杂海岸区域和城市建筑群等复杂下垫面会改变近地风场结构和污染物羽流输送路径。受限于网格分辨率,传统单一中尺度气象模式难以解析局地绕流、回流和近源富集等精细过程。为提高污染物扩散模拟的空间分辨率和流场物理一致性,本研究构建了一种基于中尺度天气模型(WRF)与微尺度计算流体力学模型(OpenFOAM)单向耦合降尺度的精细化风场与污染物扩散数值模拟方法。利用WRF模型模拟获取研究区域10分钟背景风场,作为OpenFOAM入口边界条件;采用simpleFoam求解准稳态RANS风场以实现风场微尺度嵌套;最后以该精细化风场驱动被动标量瞬态输运求解器,模拟污染物在复杂下垫面中的输送、扩散与局地富集过程。研究选取内陆起伏地形、复杂海岸下垫面和城市建筑群三类典型场景开展案例研究,并采用统一的后处理指标分析不同下垫面对羽流偏转、垂直混合、近地富集和影响范围的作用。结果表明,内陆起伏地形主要通过地形导流、坡面加速和背风回流改变羽流中心线方向;复杂海岸下垫面则受海湾地形影响,表现出沿主导风向输送及低风速条件下的局地滞留特征;城市建筑群通过建筑绕流、街区涡旋和通风廊道增强近地浓度非均匀性。该WRF-OpenFOAM耦合方法结合了中尺度气象背景与微尺度CFD精细解析能力,可用于复杂下垫面污染物扩散情景模拟与局地风险识别,并可为区域环境风险评估和精细化扩散模拟提供技术参考。
关键词
WRF-OpenFOAM耦合;WRF模拟;CFD模拟;复杂下垫面;污染物扩散
稿件作者
刘璐
成都信息工程大学
樊晋
成都信息工程大学
罗才桂
成都信息工程大学
陈超
成都信息工程大学
刘梦璇
成都信息工程大学
张小玲
成都信息工程大学
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