申请/专利权人：南京信息工程大学

申请日：2024-05-08

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118133640B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/28;G06F17/11;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.06.21#实质审查的生效;2024.06.04#公开

摘要：本发明公开了一种城市街道尺度大气污染评估方法、装置及存储介质，属于大气污染评估技术领域，包括获取目标区域的地理信息数据、排放源数据和背景气象数据；基于排放源数据和背景气象数据，生成微环境动态数据集；基于地理信息数据生成目标区域的三维实景数值仿真模型；基于微环境动态情景库和三维实景数值仿真模型，通过CFD方法得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，完成大气污染评估；通过对城市街道进行高分辨率建模，结合排放源数据和背景气象数据，针对典型或者实时气象情景进行CFD计算求解，得到亚米量级分辨率的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，实现街道尺度上的大气污染评估，并提高评估的精确度。

主权项：1.一种城市街道尺度大气污染评估方法，其特征在于，包括：获取目标区域的地理信息数据、排放源数据和背景气象数据；基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集；基于所述地理信息数据生成目标区域的三维实景数值仿真模型；基于微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过CFD方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，完成大气污染评估；所述基于所述排放源数据和所述背景气象数据，生成微环境动态数据集，包括：通过多尺度四维同化方法，对所述排放源数据和所述背景气象数据进行时间格式和空间格式的统一，然后放入一个数据集中，从而生成微环境动态数据集；所述基于所述微环境动态情景库和所述三维实景数值仿真模型，通过CFD方法计算得到目标区域的大气污染物浓度场分布和空气质量指数，包括：根据预设的网格参数对所述三维实景数值仿真模型切割，得到有限元计算网格；从所述微环境动态数据集调取目标区域内的经过多尺度四维同化的排放源数据和背景气象数据，作为各个大气运动物理方程和初始边界条件中的参数，构建目标区域的大气运动物理方程组；基于所述有限元计算网格和所述初始边界条件对大气运动物理方程组进行求解，得到大气污染物浓度场分布，根据所述大气污染物浓度场分布计算得到目标区域的空气质量指数；所述大气运动物理方程组的表达式为： ； ；其中，是j方向的气流平均速度，是j方向的气流速度，j=1,2,3分别表示x,y,z方向，是i方向的气流平均速度，是i方向的气流速度，是大气压强，是空气密度，是空气粘度，是湍流通量，和分别表示任意两个独立的正交方向，当i=1,2,3时分别表示三个不同正交方向，当j=1,2,3时分别表示三个不同正交方向；在求解所述大气运动物理方程组时，采用k-e模型对所述大气运动物理方程组进行湍流封闭从而求解，所述k-e模型由湍流动能方程和湍流动能耗散率方程组成：湍流动能方程： ；湍流动能耗散率方程： ；其中，为湍流粘度，k为湍流动能，为湍流耗散率，以及是模型参数，预先结合典型实验结果和算例结果进行最佳拟合得到，t是传输时间，是关于湍流动能的空间维度，和是无量纲化之后的湍流风速和涡流风速，是关于湍流耗散率的空间维度；在对所述大气运动物理方程组进行湍流封闭后，在OpenFOAM中的scalarTransportFoam求解器中基于所述有限元计算网格和所述初始边界条件进行求解，得到大气污染物浓度场分布；所述空气质量指数由各个污染物的空气质量分指数组成，所述空气质量分指数通过以下公式计算： ；其中，是目标区域的污染物P的空气质量分指数，是目标区域的污染物P的质量浓度值，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与最接近的污染物浓度限值的高位值，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与最接近的污染物浓度限值的低位值，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与对应的空气质量分指数，是空气质量分指数对应的污染物项目浓度限值表中与对应的空气质量分指数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京信息工程大学 一种城市街道尺度大气污染评估方法、装置及存储介质

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