温度层结条件下气载污染物迁移扩散规律

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1867221
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    270.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2806.在线与离线数据处理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The atmospheric temperature stratification conditions directly affect the turbulence and thermal characteristics of near-surface atmospheric boundary layer, but also affect the transport and diffusion of airborne radioactive pollutants released by nuclear facilities. The project would study the similarity criteria of wind tunnel simulation experiments for atmospheric thermal boundary layers under different scales, propose the coupled dynamic regulation method of atmospheric turbulence and thermal parameters and the construction method of cushions in the complex thermal environment near the ground, and establish wind tunnel simulation experimental methods under different stratification conditions; A wind tunnel simulation experiment was conducted to study the effect of steady-state atmospheric environment parameters on the diffusion parameters, range, and concentration distribution of airborne radioactive pollutants; The atmospheric parameters and the thermal parameters of the underlying surface are dynamically regulated to study the transport and diffusion polymorphic characteristics and evolution of airborne radioactive pollutants under different stratification conditions; a multi-region and multi-model coupled numerical wind tunnel model for complex atmospheric boundary conditions was studied, and the numerical wind tunnel was built based on applicant's proprietary intellectual property software FFSV and open source platform "OpenFOAM" to extend the results of small-scale wind tunnel experiments to the study of airborne pollutant diffusion under real original scale complex atmospheric boundaries condition, and to obtain the migration and diffusion rule of airborne radioactive pollutants in the original scale temperature stratification condition.This study will have important scientific value for establishing wind tunnel experiments and numerical wind tunnel methods, and mastering the migration and diffusion of airborne pollutants at different temperatures.
大气温度层结直接影响近地面大气边界层湍流与热力特性,还将影响气载放射性污染物的迁移扩散规律。本项目将研究不同缩比例尺大气热边界层风洞模拟实验的相似准则,提出大气湍流与热力参数的耦合动态调控方法和下垫层复杂热力环境的营造方法,建立不同层结风洞模拟实验研究方法;采用风洞实验研究稳态大气环境参数对气载放射性污染物的扩散参数、范围和浓度分布的影响规律;动态调控大气环境参数和下垫面热力参数,研究不同层结条件下气载放射性污染物迁移扩散的多态特性及其演化规律;研究复杂大气边界多区域、多模型耦合的数值风洞数学模型,基于申请者自主知识产权软件FFSV和开源平台“OpenFOAM”建立数值风洞,把缩比例风洞实验结果拓展到真实原尺度复杂大气边界气载污染物扩散规律研究中,得出原尺度温度层结条件气载放射性污染物迁移扩散规律。本研究对建立风洞实验和数值风洞方法,掌握不同温度层结气载污染物迁移扩散规律有重要的科学价值。

结项摘要

大气温度层结直接影响近地面大气边界层湍流与热力特性,还将影响核设施向环境中排放的气载污染物在大气中迁移扩散。本研究瞄准影响气载污染物迁移扩散的几类关键要素,针对温度层结条件下气载污染物在大气中迁移扩散进行研究。首先,结合现场示踪试验和物理风洞实验方法分析了示踪气体在大气中迁移扩散的时空分布规律;其次,根据质量守恒定律、牛顿第二定律、能量守恒定律和物质守恒定律,应用数学建模方法构建了温度层结条件下气载污染物在大气中迁移扩散的数学模型,并利用实验数据对其进行验证和修正,揭示了温度层结条件下气载污染物在大气中的迁移扩散机理;再其次,根据修正的数学模型,利用开源程序OpenFOAM开发了温度层结条件下气载污染物迁移扩散求解程序。进一步,采用数值模拟方法探究了多因素和多因素耦合条件下气载污染物大气迁移扩散规律;最后,基于开源程序WRF和OpenFOAM开发了真实原尺度气载污染物迁移扩散计算平台。本研究对丰富和完善温度层结条件下气载污染物迁移扩散机理,保护环境安全具有重要的意义。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Hybrid framework for rapid evaluation of wind environment around buildings through parametric design, CFD Simulation, image processing and machine learning
通过参数化设计、CFD 仿真、图像处理和机器学习快速评估建筑物周围风环境的混合框架
  • DOI:
    10.1016/j.scs.2021.103092
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Sustainable Cities and Society
  • 影响因子:
    11.7
  • 作者:
    He Yi;Liu Xiao-Hui;Zhang Hong-Liang;Zheng Wei;Zhao Fu-Yun
  • 通讯作者:
    Zhao Fu-Yun
CFD simulation of “pumping” flow mechanism of an urban building affected by an upstream building in high Reynolds flows
CFD 模拟高雷诺流中受上游建筑影响的城市建筑的“泵送”流动机制
  • DOI:
    10.1016/j.enbuild.2019.07.047
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Energy and Buildings
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Huai-Yu Zhong;Yi Jing;Yang Liu;Fu-Yun Zhao;Di Liu;Yuguo Li
  • 通讯作者:
    Yuguo Li
温度层结条件下大气扩散模式研究回顾
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    资源节约与环保
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏雨婷;王汉青
  • 通讯作者:
    王汉青
Wind tunnel experiments on pumping ventilation through a three-story reduce-scaled building with two openings affected by upwind and downwind buildings
通过受上风向和下风向建筑影响的两个开口的三层小规模建筑抽风的风洞实验
  • DOI:
    10.1016/j.buildenv.2022.109188
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    Building and Environment
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Huai-Yu Zhong;Chao Lin;Jin Shang;Yang Sun;Hideki Kikumoto;Ryozo Ooka;Fu-Ping Qian;Fu-Yun Zhao
  • 通讯作者:
    Fu-Yun Zhao
Quantitative city ventilation evaluation for urban canopy under heat island circulation without geostrophic winds: Multi-scale CFD model and parametric investigations
无地转风热岛环流下城市冠层的定量城市通风评估:多尺度CFD模型和参数研究
  • DOI:
    10.1016/j.buildenv.2021.107793
  • 发表时间:
    2021-03-21
  • 期刊:
    BUILDING AND ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Jing, Yi;Zhong, Huai-Yu;Li, Yuguo
  • 通讯作者:
    Li, Yuguo

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其他文献

基于扩展有限元的页岩水平井多裂缝模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    陈军斌;魏波;谢青;王汉青;李涛涛;王浩
  • 通讯作者:
    王浩
覆冰导线融冰计算模型
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    顾小松;王汉青;刘和云
  • 通讯作者:
    刘和云
铀矿区居民室内氡污染水平调查与原因分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境污染与防治
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘畅荣;王志勇;王汉青;周星火
  • 通讯作者:
    周星火
相变蓄能墙体在主/被动建筑中的应用现状
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    巫洋茜;谢东;王汉青
  • 通讯作者:
    王汉青
自然通风下的室内空气化学与人体暴露建模
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    建筑热能通风空调
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志勇;王汉青;陈可;胡建军
  • 通讯作者:
    胡建军

其他文献

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王汉青的其他基金

多场协同果蔬速冻保鲜的热质耦合传递规律研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    54 万元
  • 项目类别:
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多场协同果蔬速冻保鲜的热质耦合传递规律研究
  • 批准号:
    52276094
  • 批准年份:
    2022
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相变蓄能多层多热桥墙体双向四维全周期热湿耦合传递机理研究
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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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