【2022年江西省研究生数学建模】水汽过饱和的核化除霾 思路分析及代码实现

1 题目

雾霾，是雾和霾的组合词. 中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称为“雾霾天气”. 雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果. 高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物（PM 2.5），一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾.

有报告显示，中国最大的500个城市中，只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准，与此同时，世界上污染最严重的10个城市有7个在中国. 2014年1月4日，国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报.

   2014年2月，在北京考察时指出：应对雾霾污染、改善空气质量的首要任务是控制PM2.5，要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措，聚焦重点领域，严格指标考核，加强环境执法监管，认真进行责任追究.

   水汽方法在工地上属最常见、最经济的除尘除霾方法，简单易行. 这种方法通常称为水汽过饱和的核化除霾法. 其过程如下：

   1. 通过喷雾系统生成超微气-水雾：超微气-水雾为粒径谱分布的D50值小于15微米、D90值小于25微米的水雾. 其中，D50值是指50%以上的水粒子的粒径在15微米以下，所述的D90值是指90%以上的水粒子的粒径在25微米以下.

   2. 将超微气-水雾喷入大气环境中，通过降温过程使得大气环境中以雾霾颗粒为核心形成过饱和并凝结形成10微米以上的颗粒.

   3. 喷雾系统为单相高压喷嘴、气-液两相喷嘴、气泡雾化喷嘴或超声雾化喷嘴中的一种或几种混用.

   4. 降温过程为自然降温、超微气-水雾蒸发降温或者人工喷洒制冷剂降温中的一种或以上.

   现聘请你们团队作技术顾问，帮助环保部门完成除霾的技术储备与技术应用. 请你们帮助环保部门完成：

  1. 分析喷嘴的输入的关键特征与喷出的超微气-水雾的特征，建立模型研究单相高压喷嘴、气-液两相喷嘴所对应喷雾系统喷出的水汽微粒特征与分布.

  2. 分析水汽与霾结合的动态过程所具有的规律性，请给出除霾的效果与水汽微粒特征与分布的相互关系；

  3. 请收集相应数据，对你的除霾技术进行评估，验证你的技术的合理性与可行性.

  4. 请写一份不超过1页的非技术报告，向环保部门的领导汇报你们的成果. 

2 解析思路

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发布时间2022年7月4号下午六点，童叟无欺
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