随着世界经济的蓬勃发展,城市的发展达到史无前例的高度,随之而来的大气污染形势也变得越来越严峻,大气污染已经成为目前最主要的环境问题之一。大气环境作为人类、动物和植物生存与发展的基本条件,也是气载污染物迁移扩散的重要途径。下垫面是地气相互作用的交界面,对气载污染物迁移扩散的动力学行为有重要影响,其中地形特征和地表热力学参数是主要影响因素之一。本文基于Open FOAM软件对复杂热力环境下垫面气载污染物迁移扩散进行了数值模拟研究。研究内容包含了以下方面:（1）总结了目前国内外气载污染物迁移扩散的研究进展,指出目前研究不足是未考虑下垫面物理边界特征与热力性质及其共同作用对气载污染物迁移扩散的影响,同时也未考虑温度层结与真实地形耦合作用下对其影响,因此确定了下垫面物理边界特征、热力性质、温度层结为主要研究因素。（2）介绍了气载污染物扩散基本理论,并阐述了计算流体力学基本控制方程与模拟方法,为后续求解器的开发与湍流模型的修改提供了基础理论。（3）基于Open FOAM软件对求解器进行开发并且修改湍流模型,利用经典风洞实验验证了新的求解器与湍流模型。对于速度场,模拟值与实验值最大误差控制在5%以内;对于浓度场,整体浓度场误差在工程允许范围内,且与速度场结论相印证。结果表明该求解器与湍流模型可适用于本研究。（4）以某核电厂周围真实环境建模,获取分辨率为12m的地形等高线图进行处理并加入建筑物,形成封闭实体。利用开发的求解器与修改后的湍流模型模拟复杂热力环境下垫面气载污染物迁移扩散的过程。结果表明:不同下垫面温度配置下建筑物的背风侧均产生了回流区域;由于下垫面地表温度高于海面温度,产生了正向的气压梯度力,形成海风环流,促进了垂直方向上的气流运动,更有利于污染物的扩散;当下垫面地表温度低于海面温度,产生负向的气压梯度力,形成陆风环流,不利于污染物的扩散;稳定层结比不稳定层结更加不利于污染物扩散;在不同的初始条件下,流场结构呈现多种不同的稳态分布,因此气载污染物的扩散情况也有所不同。