开放源类自由下落过程中可吸入颗粒物排放特性研究的开题报告.docx

开放源类自由下落过程中可吸入颗粒物排放特性研究的开题报告

一、研究背景及意义

随着城市化进程的加速和工业化水平的提高，大气污染越来越成为当今社会所面临的一个严重问题。可吸入颗粒物（PM）是空气污染中的一个重要组成部分，对于人体健康、环境生态、气候变化等方面都具有不可忽视的影响。因此，研究和监测PM的排放特性对于减轻和防治大气污染具有十分重要的意义。

自由下落过程中PM的排放特性是PM排放研究的一个关键问题。自由下落指的是天然空气流动中的非定向运动，这种过程具有较高的不确定性，同时也使得PM的排放特性变得更加复杂。因此，对于自由下落中PM排放的研究，有助于深入了解PM排放过程的特性和机理，更好地指导污染物的管控和减排工作。

二、研究计划

1.研究目标

本研究旨在通过模拟实验和数值模拟的方法，研究自由下落过程中可吸入颗粒物的排放特性，探究其排放机理和影响因素，为大气污染防治工作提供科学依据。

2.研究方法

本研究采用模拟实验和数值模拟相结合的方法，具体研究步骤如下：

（1）模拟实验方案的设计：选择代表性的PM样品，采用自由下落的方式将其置于实验室内，通过加热、风扇、死角等条件来模拟自然环境下PM的运动和传播过程，收集PM样品并测量其重量和形状等信息。

（2）数据处理和分析：采用统计学方法和图表分析等手段，对实验数据进行处理和分析，以得出自由下落过程中PM排放的特性和机理。

（3）数值模拟建模和验证：采用计算流体力学（CFD）等数值模拟软件对自由下落过程中PM的运动和传播过程进行建模和验证，以进一步验证实验结果的可靠性和复现性。

3.研究内容

本研究将从以下几个方面展开：

（1）选择代表性的PM样品，并通过模拟实验的方式探究其自由下落过程中的排放特性，包括颗粒物浓度、大小、形状等方面的变化规律和影响因素。

（2）模拟不同的环境条件，包括风速、湿度、温度等因素，研究这些因素对于自由下落中PM排放特性的影响。

（3）建立数值模拟模型，并与实验数据进行比对和验证，以进一步确认实验结果的准确性和可靠性。

4.研究预期成果

本研究预期可以获得以下成果：

（1）深入探究自由下落过程中可吸入颗粒物的排放特性，为PM污染研究提供科学依据和理论基础。

（2）研究各种环境条件对于PM排放特性的影响，为PM管控和减排提供技术支持。

（3）建立数值模拟模型，为PM排放研究提供一种新的方法和手段。

三、研究进度安排

时间节点工作内容完成情况

第一年

3月-5月研究方案的设计和论文撰写已完成

6月-8月模拟实验方案的制定和数据采集进行中

9月-11月数据处理和分析工作未开始

第二年

3月-5月数值模拟建模和验证未开始

6月-8月实验数据和数值模拟结果的比对和验证未开始

9月-11月论文撰写和论文答辩未开始

四、研究经费预算

本研究的经费主要用于购置实验设备、制定实验方案、进行实验数据采集和处理、支付实验室租金等方面。预计总经费为15万元。

五、参考文献

1.张振声,毕骞,刘刚华.PM2.5在大气传输过程中的空间变化特征及成因探究[J].环境监测与预警,2016,8(3):58-62.

2.张晓艳,于淼,张超,等.道路公路上空尘埃颗粒物的颗粒大小分布及其诱发炎症反应的实验研究[J].环境科学,2016,37(4):1564-1570.

3.王文霞,彭鑫,李婷.黑碳气溶胶气象学研究进展[J].自然科学进展,2015,5(1):368-375.