交通风作用下的城市公路隧道污染扩散特性数值模拟研究

随着中国经济的快速发展,汽车保有量快速增加,大中城市交通拥堵情况愈发严重.近年来,城市公路隧道作为缓解山区和丘陵城市交通状况的有力工具得到蓬勃发展.隧道作为封闭环境,机动车排放污染物易在隧道内部聚集.现有研究中对隧道内部复杂多变的交通风特性研究较为匮乏.以上述关键问题为突破口,将车辆行进产生交通风作为动量方程、湍流动能方程和湍流耗散率方程的附加源项添加到Realizable k-ε模型中,在不同车辆行驶速度对长大公路隧道污染物扩散进行数值模拟研究,结果表明,在高密度车流量情况下,隧道内部交通风对污染物沿长度方向的传播具有明显的促进作用,对于3km的长大隧道而言,污染物沿程分布已由线性变成了二次抛物线分布,隧道出口段的污染极为严重,对驾乘人员身心健康影响较大.研究成果可作为城市公路隧道驾乘人员污染暴露研究的基础,同时可为基于污染物动态分布特性下通风系统的智能化调控提供指导和依据.