[发明专利]一种街谷型道路交叉口内氮氧化物扩散及分布研究实验模型

权利要求书

1.一种街谷型道路交叉口内氮氧化物扩散及分布研究实验模型，其特征在于：包括风墙系统、城市街谷道路交叉口模型、线性氮氧化物排放源模型、PIV示踪系统和氮氧化物检测系统，其中风墙系统、城市街谷道路交叉口模型、线性氮氧化物排放源模型、氮氧化物检测系统，部分或全部放置于风墙实验段(5)内，其材质为透明有机玻璃，便于观察实验现象；

所述的风墙系统，用于提供实验所需的风场环境，由风墙部分(1)、出风墙(2)以及城市街谷道路交叉口模型所处的风墙实验段组成，风墙系统可以提供风速在0～10m/s范围内，模拟城市街谷道路交叉口所需风场环境；

所述的城市街谷道路交叉口模型，用于提供实验所需的城市街谷道路交叉口环境，包括上风侧的两个建筑物(15)和下风侧面的两个建筑物(11)，其材质为透明有机玻璃，四个建筑物尺寸规格相同，呈田字形分布组成十字型的交叉口；

所述的线性氮氧化物排放源模型，用于模拟现实中连续车辆通过交叉口释放低浓度氮氧化物的行为，由横向线性释放源A(17)、横向线性释放源B(18)、纵向线性释放源A(16)、纵向线性释放源B(19)、软管(7)、示踪粒子添加器(6)、氮氧化物气罐(8)组成，其中横向线性释放源A(17)、横向线性释放源B(18)、纵向线性释放源A(16)、纵向线性释放源B(19)分别和示踪粒子添加器(6)以及氮氧化物气罐(8)通过软管(7)顺次相连通，氮氧化物气罐(8)产生的氮氧化物经软管(7)与示踪粒子添加器(6)相连，示踪粒子添加器(6)将示踪粒子添加到氮氧化物气体中，示踪粒子添加器(6)含有分流阀装置，将混有示踪粒子的氮氧化物气体分流到四个所述的软管(7)中去，其中示踪粒子采用粒径大小为1-5μm的氮化硼颗粒，分流阀用于控制线性释放源氮氧化物的释放速率；线性释放源分别占据一条车道，对应着一个方向上的车队，模拟街谷机动车穿越交叉口的行为；

所述的PIV示踪系统，用于显示在街谷道路交叉口及街谷内示踪粒子的分布状况，以及运动状态，包含侧面激光片光源(3)、端部激光片光源(9)、侧面数码相机(4)、端部数码相机(10)，其中激光片光源用于照亮示踪粒子，数码相机用于拍摄记录示踪粒子的运动轨迹，其中两个激光片光源照亮的面相互垂直；

所述的氮氧化物检测系统，用于检测街谷道路交叉口内空气中氮氧化物的浓度并将测得实验数据通过数据收集装置汇总发送给计算机(14)，包括5组竖向氮氧化物检测仪(13)、数据收集器(12)和计算机(14)；其中一组竖向氮氧化物检测仪(13)位于交叉口的正中心位置，其余四组竖向氮氧化物检测仪(13)能够移动位置探测不同区域氮氧化物的浓度，测得的实验数据通过数据采集器(12)发送至计算机(14)。

2.根据权利要求1所述的一种街谷型道路交叉口内氮氧化物扩散及分布研究实验模型，其特征在于：组成街谷道路交叉口的上风侧的两个建筑物(15)和下风侧面的两个建筑物(11)的尺寸大小和四个建筑之间的间距能够做出调整，实现研究氮氧化物在不同尺寸街谷道路交叉口内的扩散过程。

3.根据权利要求1所述的一种街谷型道路交叉口内氮氧化物扩散及分布研究实验模型，其特征在于：所述的车队的释放源是由氮氧化物气罐(8)提供，目的在于提供实验所需的低浓度氮氧化物气体，通过气罐(8)上的气阀控制气体释放的速率；所述的示踪粒子添加器(6)，将示踪粒子混入到氮氧化物气体中，并通过四个线性释放源释放到街谷道路交叉口中，由侧面数码相机(4)、端部数码相机(10)记录被侧面激光片光源(3)、端部激光片光源(9)照亮的示踪粒子的运动图像，其中采用粒径为1-5μm氧化硼作为示踪粒子。

4.根据权利要求1所述的一种街谷型道路交叉口内氮氧化物扩散及分布研究实验模型，其特征在于：4组竖向氮氧化物检测仪(13)能够移动和1组竖向氮氧化物检测仪(13)固定于交叉口正中心位置，四组竖向氮氧化物检测仪(13)位于四个进口中点，或位于四个建筑物拐角处。

5.根据权利要求1所述的一种街谷型道路交叉口内氮氧化物扩散及分布研究实验模型，其特征在于：城市街谷道路交叉口模型内不仅能够实现单层道路污染物排放的模拟，也能够在街谷道路上架设高架桥模型，实现对立体复杂街谷道路交叉口环境下氮氧化物的扩散过程模拟研究。