随着计算机和数值模拟技术的飞速发展和广泛应用,利用计算流体动力学方法研究城市街区中的污染物扩散问题已经成为一种高效、便利的研究手段。在城市街区的污染问题中,污染物自身的特性是决定其在街区峡谷中的扩散方式的重要因素。重密度气态污染物不同于能够轻易被城市风携带进而被稀释的密度近或轻于空气的气态污染物,其因受限于本身密度大、重量大的特性,缺乏良好的跟随性,因此,重密度气态污染物在城市街区中的扩散方式有一定的研究意义。本文主要利用计算流体动力学方法,分别选用参差比为0.0,0.2,0.4,0.6和0.8等5种建筑模型,探讨了分别位于城区外的重密度污染源和位于城区中心的重密度气态污染源,在水平自然风条件下于不同参差比建筑物间的沉积过程,以及探究街区内行人区重密度气态污染物的分布与建筑参差比之间的关系。本文首先通过对位于城市街区外的汞源受郊外来风影响在城市街区中扩散的稳态情况进行模拟,研究城市街区建筑物高低错落分布的布局对汞蒸气在城区中扩散的影响。模拟结果发现,城市街区不同高度建筑物错落分布会促进高空汞污染源在行人区的聚集,使得街区行人区汞浓度明显增大;并且随着街区建筑物参差比的增大,最高汞浓度值所在的街道逐渐向汞源方向靠近,较高建筑物背风面街道行人区汞质量流量明显高于较矮建筑物背风面街道行人区汞质量流量。然后结合时间线对街区中心爆发的甲苯在城市风作用下于街区中的扩散情况进行非稳态模拟,探究甲苯的扩散与时间与城区建筑参差比的关系。结果发现,当街区建筑高度一致时,甲苯扩散到下风向街道所花费的时间比建筑高度不一致时短;当街区建筑高度不一致时,位于较高建筑背风面街道的甲苯浓度普遍高于位于较矮建筑背风面街道的浓度;当建筑高度一致时,各街道的甲苯浓度随时间延长而降低,但当建筑高度不一致时,位于下风向街道的甲苯甚至会重新聚集回到行人区;经过一段时间后,爆发源所在街道的甲苯浓度属建筑参差比为0.4的街区甲苯浓度最高,其次为建筑参差比为0.6和0.8的街区,最后为建筑参差比为0.2和0的街区。最后还利用PIV粒子图像测速系统测量了缩比例尺的城市街区水箱模型内的流场,验证了计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)在研究城市街区气流组织问题上的准确性。本文结合稳态和非稳态的数值模拟,探究了重密度气态污染物在建筑物高低不同错落分布的城市街区中的扩散规律。研究结果城市街区人居环境中的针对重密度气态污染物的治理工作提供了理论依据,有利于城区中受污染街道的具体位置和不同街道受污染的程度等级的确定,具有一定的实际意义。