城市街区处于湍流大气边界层的底层，良好的空气质量和舒适的热环境对居民的身心健康具有重要的作用。随着城市化的不断推进，城市热岛效应和空气污染变得越来越严重。尤其是在弱风条件下，在建筑物后方和城市街道峡谷的弱风区域，相关问题显得更为突出。城市居民区的空气流动属于微尺度的大气流动，因此在城市大气微环境范围内对污染物扩散的相关问题进行研究，对于减轻城市热岛效应和居民区的空气污染问题具有非常重要的意义。
　　关于街道峡谷内污染扩散的数值模拟，国内外已有大量的研究。但大多数情况都是针对实验尺度范围内的简化二维街道峡谷模型，而且多数没有考虑浮升力效应对峡谷内污染扩散的影响。实际情况下污染物的扩散与大气的热状况关系较为密切。在实验尺度范围内由于模型尺寸较小，仅靠温差很难产生较强的热稳定度。因此对实际尺度下相关问题进行研究具有更加重要的现实意义。对于存在浮升力影响的非中性条件，本文应用RANS模型对实际尺度建筑群内线源污染扩散问题展开了系统的研究，总结出不同地面加热情况下街道峡谷内的流场变化规律和污染物扩散规律及分布特征。通过对街道峡谷内污染物流率进行统计分析，阐明了空气的对流流动和湍流扩散在污染物输运过程中的作用，总结了污染物流率和空气流率随浮升力的变化规律。本研究对探索实际尺度下三维城市街区污染物和空气流动的本质特征，对减轻居民区的空气污染具有重要的现实意义。本文主要研究了以下内容：
　　1.通过单体建筑后方点源污染扩散和三维城市街区模型内线源污染扩散两个算例，对计算风工程上常用的四种RANS模型进行了对比研究，评估了四种湍流模型在浮升力存在情况下对城市街区污染扩散问题的模拟能力。综合对比表明，在所有评估的湍流模型中，标准k-ε模型对空气流动和污染扩散的预测效果最好。
　　2.基于标准k-ε模型，在考虑浮升力影响下，对实际尺度三维建筑群内线源污染扩散进行了系统的研究。由计算结果可知，浮升力的存在对街道峡谷内的空气流动及污染扩散具有重要的影响。随着浮升力的增大，街道峡谷内的湍动能逐渐增大，三维再循环流动逐渐增强，污染物浓度逐渐降低。
　　3.本文对流入和流出目标街道峡谷的污染物流率和空气流率分别进行了统计分析，由计算结果可知：对于街道峡谷两个侧面的污染物输运，空气的对流流动起主导作用，但湍流扩散对污染物的入流流率也有重要贡献。在街道峡谷的上表面，湍流扩散对污染物的流出起主导作用。随着浮升力的增强，对流流动对侧面和顶面污染物流入和流出的贡献都有所增加，湍流扩散对顶面的污染物流出贡献也有所增加。浮升力效应对三维街道峡谷空气流率有重要的影响。随着浮升力的增强，街道峡谷所有表面的空气流入和流出流率都有所增加，表明浮升力的存在对街道峡谷与外部的空气交换具有重要的促进作用。