基于计算流体动力学模型的道路区域大气环境约束下高速公路通行能力分析新方法
数值分析
2024-08-05 v1 数值分析
摘要
高速公路始终对环境产生巨大影响，量化污染水平并在环境约束下计算通行能力是践行环境保护的重要环节。现有的通行能力方法未关注交通排放对道路区域环境的影响。为填补这一研究空白，本文提出了一种由计算流体动力学（CFD）模型与交通流场-气流场耦合模型组成的交通通行能力模型。COPERT 5 模型采用现场测量数据与交通状况作为初始条件来模拟高速公路交通排放。随后将这些数据作为输入，在 CFD 数值模拟阶段通过耦合模型进行设置与进一步计算。最后建立交通通行能力模型并计算通行能力。G30 永山高速公路路段的实验结果表明，采用所提方法，高速公路区域交通排放的 CFD 仿真模型能够反映实际条件（总体误差在 10% 以内），同时交通通行能力模型在大气污染约束下能良好表现。G30 永山的年平均交通通行能力为 739,800 辆次，不同约束条件下 SO₂ 对通行能力的限制最大（90,9662 辆次），这是道路区域环境约束中最主导的影响因素，其余依次为：NO₂（246,5373）、PM2.5（323,6022）、CO（771,8717）、CO₂（803,7217）和 PM10（2202,0013）。
引用
@article{arxiv.2408.00896,
title = {A Novel Highway Traffic Capacity Analyzing Method under Road Region Atmospheric Environment Constrains Based on Computational Fluid Dynamics Model},
author = {Ruohan Li and Hualan Wang and Qiyang Zhang and Ting Nie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.00896},
year = {2024}
}
备注
The Transportation Research Board (TRB) 103nd Annual Meeting