城市建筑周边气体扩散：Lagrangian-Eulerian耦合模型的高精度模拟

本文探讨的是"基于Lagrangian模型与Eulerian模型耦合的建筑物周边气体扩散模拟"（Simulation of Pollutant Diffusion Based on Lagrangian-Eulerian Hybrid Model around Buildings），发表在2011年的清华大学学报(自然科学版)第51卷第四期。研究的主要目的是为了提高城市建筑物周边气体扩散的预测精度，通过结合Lagrangian模型和Eulerian模型的优势。Lagrangian模型通常追踪气体分子的运动路径，而Eulerian模型则基于连续介质假设，描述污染物在空间和时间上的分布。 研究采用耦合模型对单一建筑物周围气体扩散过程进行了细致的数值模拟，特别关注了平均风速、湍流动能和平均浓度等关键参数。作者将这些模拟结果与风洞实验数据进行了对比分析，结果显示，耦合模型在预测建筑物附近接近扩散源和远离扩散源的区域时，其精度得到了显著提升。这证明了耦合模型的有效性，因为它能够更准确地捕捉到复杂环境下的气体动态行为。 进一步，文章采用了COST-732模型评价方法来评估三种模型——Lagrangian模型、Eulerian模型以及耦合模型的性能。结果表明，耦合模型在此次评价中表现出色，显示了它在预测建筑物周边气体扩散方面的优势。 本文的关键点包括气体扩散的数学模型、Lagrangian与Eulerian模型的原理及其结合应用、模型验证的严谨性以及在实际问题中的实用性。这项研究对于理解和控制城市空气质量、优化环境保护策略以及灾害应急响应等方面具有重要的科学价值。