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研究生:陳佑姍
研究生(外文):Yu-Shan Chen
論文名稱:以風洞試驗探討不同高度之氣懸性汙染排放在不同街谷地形之擴散特性
論文名稱(外文):Wind Tunnel Study on the Dispersion Characteristics of Elevated Point Source Discharging in Different Street Canyons
指導教授:蕭葆羲蕭葆羲引用關係
指導教授(外文):Bao-Shi Shiau
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:擴散特性街谷
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本研究主要是探討都市地形下,兩排建築物形成之街谷對街谷內之汙染排放擴散之影響。利用大氣環境風洞配合適當的粗糙元素及渦流產生器,可模擬出所需之都市地形中性大氣紊流邊界層,該邊界層流之指數律風速剖面之n值為0.27,紊流強度為0.2~0.24間,均符合Counihan(1975)[6]實場研究結果之建議值。
在都市地形之中性大氣紊流邊界層下,研究探討兩排不同高度之建築物、街谷寬度以及不同之排放源高度等因素對於汙染物擴散特性之影響。實驗分析獲致以下結論:
(1) 當街谷寬度S變為狹窄時,廢氣污染濃度較易累積在街谷且較不易擴散,而各斷面垂直向最大濃度值在X/H=1.5時會有較大之下降幅度。若後排建築物高為2H時(此處H為前排建築物高度),由於氣流通過前排建築物已產生分離現象,在極窄街谷寬度又碰上後排建築物產生分離現象,再加上受後排建築物之影響,使在後棟建築物迎風面產生明顯之下切氣流。
(2) 當兩排建築物間距變大時(亦即街谷寬度增加),廢氣污染之濃度較易往下游擴散。而各斷面垂直向濃度最大值將沿下游緩慢下降,較不受兩排建築物高度差異之影響。
(3) 廢氣污染排放源高度,在相同街谷寬度以及前後排建築物高差條件下,對於廢氣污染濃度擴散特性無顯著地影響。
(4) 在各種狀況下廢氣污染團之垂直擴散尺度皆往下游漸增,但若遇到建築物後,垂直擴散尺度皆有突然下降之現象。
(5) 當前後排建築物高度固定,街谷寬度S變大,後排建築物表面濃度值皆明顯下降。當兩建築物等高,後排建築物迎風面濃度皆由下往上遞增;而當前後排建築物有明顯高差時,後排建築物迎風面濃度皆由下往上遞減。後排建築物頂面,無論前後排建築物等高或有高差,表面濃度大都由上游往下游遞減。

摘要 I
ABSTRACT II
目次 III
圖目次 V
表目次 IX
第一章 導論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的及方法 1
1-3 文獻回顧 1
1-4 本文研究 2
第二章 風洞試驗之基本理論分析 3
2-1 中性大氣紊流邊界層之風場特性 3
2-1-1 平均風速剖面 3
2-1-2 紊流強度剖面 5
2-1-3 紊流積分尺度 6
2-1-4 紊流能譜 7
2-2 中性大氣紊流邊界層之風洞試驗模擬 7
2-2-1 相似性法則 7
2-2-2 渦流產生器(spire)之設計原理 9
2-2-3 粗糙元素(roughness elements)之設計原理 10
2-3 高斯擴散理論 10
第三章 試驗配置與量測 13
3-1 試驗配置與設計 13
3-1-1 環境風洞介紹 13
3-1-2 中性大氣紊流邊界層之模擬 14
3-1-3 模型配置與設計 14
3-2 試驗流程 15
3-2-1 迫近流場(approaching flow)之量測 15
3-2-2 濃度場之量測 17
第四章 試驗結果與討論 21
4-1 迫近流場之模擬結果 21
4-1-1 平均風速 21
4-1-2 紊流強度 21
4-1-3 紊流能譜 21
4-2 濃度擴散分佈特性分析與討論 22
4-2-1 兩建築物等高之濃度擴散分佈 22
4-2-2 後棟建築物高為2H之濃度擴散分佈 23
4-2-3 各斷面垂直向濃度最大值之變化 24
4-2-4 各斷面擴散尺度之變化 24
4-2-5 改變棟距之影響 25
4-2-6 前後棟相對高度之影響 25
4-3 後棟建築物表面濃度分佈特性分析與討論 25
4-3-1 後棟建築物表面濃度分佈 25
4-3-2 後棟建築物迎風面中心濃度分佈比較 26
第五章 結論 27
參考文獻 29
附圖 31
附表 79
謝誌 81

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[22] 蕭葆羲, “環境風洞基本特性測試及中性大氣紊流邊界層之模擬”,國立臺灣海洋大學河海工程學系環境風洞實驗室技術報告,1998年。

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