汽车尾气排放是城市大气污染的主要源头之一,给城市生态环境带来了严重的负面影响。在道路两侧分布有密集高楼的城市街道峡谷(街谷)微环境中,车流量大、通风能力弱和汽车尾气污染物极易局部聚集的特性,对周边行人及居民的健康造成了严重危害。通过合理的城市布局和有效的交通规划与控制,增强污染物在街道峡谷内的扩散和稀释能力,是改善城市汽车尾气污染问题的有效手段之一。而这就需要以洞悉各种环境因素下的街谷内部流场分布和污染物扩散规律为前提。尽管国内外研究者对此作了大量相关研究,但仍未能实现对各种环境因素下的污染物分布和扩散规律的准确预测。本论文分别考察了街谷静态环境因素(环境风速、街谷形状因子(AR)、街谷对称性(ASF)、建筑物高宽比(HB)和建筑物屋顶构型(R))和动态环境因素(车辆行驶速度和行驶工况)对街谷内部流场和机动车尾气扩散规律的影响,以期完善城市街谷污染物预测模型,为以城市通风和污染物稀释为目标的城市结构优化布局提供参考。在研究街谷静态环境因素中,首先基于著名风洞试验数据建立了街谷数值分析模型,并利用实验结果对该模型进行了检验和修改,完成了对湍流数值模型的优选。然后,以建立好的数值模型为基础,分别模拟了 5种环境风速、5种街谷形状因子(AR)、5种街谷对称性(ASF)、5种建筑物高宽比(HB)和47种建筑物屋顶构型(R)及布局下的街谷流场和污染扩散情况,并采用街谷通风与污染物扩散评价指标对模拟结果进行量化分析,得到了以下结论:(1)环境风速的增加有助于污染物在街谷内部的扩散和稀释;(2)AR≤1的宽街谷较AR>1的窄街谷具有更优的污染物扩散和稀释能力;(3)当ASF<1时(上阶梯型街谷)更有利于街谷顶部空气和污染物的交换;同时,对称街谷(ASF=1)较非对称街谷具有更好的街谷整体污染物稀释能力,且街谷非对称性越强对应着越弱的污染物稀释能力;(4)HB的增加有助于街谷顶部空气和污染物的交换,但对自街谷底部排放进入街谷的机动车污染物的稀释能力影响有限;(5)当上风侧和下风侧建筑及其屋顶所构成的街谷截面呈现由街谷内部向外部发散型时,将有利于街谷内部污染物向外扩散和稀释,而当该截面呈现由街谷内部向外部收缩型时,将不利于污染物向街谷外部扩散和稀释。另外,从最有利于街谷空气交换和污染物扩散的综合角度来讲,上、下风侧建筑屋顶的最优构型分别是尖顶和平顶;(6)在风速、AR、ASF和HB四个静态环境因素中,对街谷流场及污染物扩散的影响程度从大到小依次是,风速、AR、ASF 和 HB。在研究街谷动态环境因素中,基于参考文献数据建立了数值模型,并利用理论公式对该模型进行了检验。结合验证后的数值模型和动网格技术考察了 5种车辆行驶速度和6种车辆行驶工况对街谷近地面流场及污染物扩散的影响,主要结论如下:(1)车速会影响污染物由近地层内向近地层外扩散的能力,且较大的车速对应着较弱的扩散能力。(2)车辆行驶工况对近地层污染物的扩散有明显影响,且车辆的减速过程对应着更强的污染物扩散能力。