[發(fā)明專利]一種噴淋除霾有效范圍的測量方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810615938.2 | 申請日： | 2018-06-14 |
| 公開（公告）號： | CN108959730A | 公開（公告）日： | 2018-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王正師;李樹民;賈淑敏;趙凡;李雨芮;周子堯 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 中國工程物理研究院專利中心 51210 | 代理人： | 翟長明;韓志英 |
| 地址： | 621900 四川*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 噴淋 中尺度 測量 液滴 噴淋液滴 有效范圍 預(yù)測模型 臨界液 水蒸氣 邊界條件 布局方式 布局優(yōu)化 大氣預(yù)測 關(guān)系曲線 模擬結(jié)果 強度條件 室內(nèi)試驗 演化過程 噴嘴 初始場 雨水 擴散 水源 引入 氣象 試驗 支撐 轉(zhuǎn)化 治理 | ||
本發(fā)明公開了一種噴淋除霾有效范圍的測量方法。該測量方法首先將噴淋產(chǎn)生的液滴以云水源項的形式引入中尺度大氣預(yù)測模式，并且考慮云水的擴散過程及其向水蒸氣和雨水的轉(zhuǎn)化過程，建立中尺度噴淋液滴的演化預(yù)測模型；再基于給定的邊界條件和氣象初始場，模擬一定范圍一定噴淋強度條件下空中液滴的含量及其演化過程；之后，通過室內(nèi)試驗獲得除霾效果與空中液滴含量的關(guān)系曲線，從而確定噴淋除霾的臨界液滴含量；最后，基于試驗獲得的噴淋除霾的臨界液滴含量，在中尺度噴淋液滴的演化預(yù)測模型的模擬結(jié)果中獲得有效的治理范圍。該測量方法可以快速高效獲得特定噴嘴性能及布局方式下的有效除霾范圍，為噴淋除霾過程提供支撐和布局優(yōu)化。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種噴淋除霾有效范圍的測量方法。
背景技術(shù)
自2008年嚴(yán)重霧霾出現(xiàn)以來，中國多個城市面臨著日益嚴(yán)重的霧霾污染問題，不僅嚴(yán)重影響人類的身體健康，也為國家?guī)砭薮蟮闹苯雍烷g接經(jīng)濟損失。近年來，基于噴淋的除霾方法大量浮現(xiàn)，為我們在一定范圍內(nèi)減輕霧霾污染提供了可能，然而不合理的噴淋方式或布局不僅無法充分利用噴淋技術(shù)的優(yōu)勢，還會造成極大的成本浪費，甚至可能相互干擾，從而減弱除霾效果。
當(dāng)前亟需發(fā)展一種用于預(yù)測和評估具體噴淋方式和布局下的除霾效果的中尺度預(yù)測模式，為噴淋除霾作業(yè)提供支撐并給出優(yōu)化的實施方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種噴淋除霾有效范圍的測量方法。
本發(fā)明的噴淋除霾有效范圍的測量方法包括以下步驟：
a.從互聯(lián)網(wǎng)上下載公開發(fā)布的中尺度大氣預(yù)測模式Advanced Regional PredictionSystem即ARPS軟件的version 5.3.3版本，并在Linux系統(tǒng)中安裝；
b.修改ARPS軟件version 5.3.3版本的源代碼，將噴淋產(chǎn)生的液滴以云水源項的形式引入水汽擴散方程，建立考慮噴淋過程的中尺度演化預(yù)測模型，改進后的水汽擴散方程如下：
其中，~表示濾波變量， 和 分別是沿流向 ()，展向 () 和垂直方向 () 的位置坐標(biāo)和瞬時速度分力量； 為時間， 是空氣密度， 為云水含量， 為水蒸氣在空氣中的擴散系數(shù)；云水源項可表示為：
其中， 為網(wǎng)格內(nèi)噴嘴的數(shù)量， 為單個噴嘴的流量， 為所在單元格的體積；
c.從互聯(lián)網(wǎng)上下載公開發(fā)布的研究區(qū)域的地形高程數(shù)據(jù)即DEM數(shù)據(jù)，并將DEM數(shù)據(jù)放入ARPS軟件的version 5.3.3版本的主目錄，通過ARPS軟件的version 5.3.3版本的地形讀入程序生成計算區(qū)域的地形文件，并命名地形文件名稱；
d.修改ARPS軟件的version 5.3.3版本的輸入文件，包括設(shè)置計算區(qū)域的長
e.下載互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的氣象條件數(shù)據(jù)，以氣象數(shù)據(jù)為初始場，運行程序獲得空氣中液滴含量及液滴含量的演化過程；
f.在放置于室內(nèi)的煙霧箱內(nèi)加入自然霧霾顆粒，在煙霧箱的噴淋系統(tǒng)安裝與數(shù)值模擬中相同的噴嘴，噴出液滴清除霧霾顆粒，通過不同數(shù)量噴嘴的試驗獲得清除效率與空氣中液滴含量的關(guān)系曲線，確定臨界液滴含量；
g.將步驟f獲得的臨界液滴含量輸入至步驟e的液滴含量及液滴含量的演化過程，得到測量結(jié)果。
數(shù)值模擬是一種實施前的評估預(yù)測手段，基本不耗費任何成本，并且有效的數(shù)值模擬模型具有很高的可信度，可以為具體的噴淋除霾實施過程提供支撐。
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