某校园建筑风热环境数值仿真及分析评价

发布时间：2017-03-30 10:11

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【摘要】：随着我国城市化进程的加快,大量建筑群拔地而起,城市环境状况每况愈下,热岛效应日趋严峻。对于现代中国,建筑小区是城市建筑群的主要形式,建筑小区室外风环境和室外热环境状况对小区微气候具有重要影响,同时也影响居民的安全性和舒适性。如何为建筑小区内居民创造良好的室外风热环境是建筑环境领域研究的热点问题之一,然而鉴于影响风热环境的因素多而复杂,如风速大小及方向、植被绿化、水体分布、太阳辐射强度、空气温湿度、建筑表面及下垫面材料、地面长波辐射强度、人为因素产热等,国内对建筑室外风热环境影响的研究侧重点都不同,本文针对大学校园风热环境进行了综合模拟研究和分析,主要研究工作如下。由于研究城市小区风环境和热环境状况的方法主要有：实地测量,风洞试验和计算机数值模拟三种方法。计算机数值模拟方法因其不受建筑形状影响、计算周期相对较短,费用低廉,可以比较准确的模拟建筑室外风环境,并且模拟结果比较直观等优点得到了越来越广泛的应用。本文基于前人研究的成果和大量文献数据,确定了人行高度1.5m处的室外风环境及热环境评估标准,为后续的模拟结果提供理论支撑,基于湍流的标准κ一ε数学模型,运用CFD软件对济南某大学校园建筑群室外风环境进行数值模拟,主要研究了夏季及冬季工况下建筑周围树木对室外风速分布、压力分布的影响。结果发现建筑周围树木可以有效减低建筑周围风速,尤其是在离地高度3m-9m之间,树木对风速的削弱作用非常明显。本文模拟分析了下垫面反射率和建筑周围树木对室外热环境的影响。研究结果发现树木对室外风速、风压及空气温度都有很大影响。不同下垫面反射率对热环境的影响差异显著,地面反射率增大对地表附近风速影响不大,但能使地表附近空气温度有所下降。而对于离地面较远的上空区域,增大地面反射率会提高空气平均辐射温度。同时,在地面反射率相同的情况下,当建筑周围种植树木时,地表以上空气温度要略低于建筑周围无树木的情况。本文运用CFD软件模拟建筑群的风热环境,可以为已建成小区局部风热环境不合理区域提供有效的分析、评价,为决策者提供对应的改善措施,同时也能为城市规划设计者们在规划建设小区初期对其周围风热环境状况提供参考,并为今后对于小区风热环境状况的研究提供一定借鉴。
【关键词】：热岛效应 室外风环境 室外热环境 数值模拟 风速分布 压力分布 温度分布
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU984.14;TU119
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.3 本课题研究内容14-15
• 第二章 建筑室外风环境研究的理论基础15-23
• 2.1 湍流流动特点15
• 2.2 风环境研究方法15-16
• 2.3 风环境评估标准16-18
• 2.4 风环境数值模拟湍流模型18-20
• 2.5 风环境计算控制方程20-21
• 2.6 本章小结21-23
• 第三章 建筑室外热环境研究的理论基础23-31
• 3.1 热环境的影响因素23
• 3.2 热环境研究方法23-24
• 3.3 热环境评估标准24-27
• 3.4 热环境计算控制方程27-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 风环境模拟及分析评价31-45
• 4.1 济南市地理位置及气候条件31-32
• 4.2 物理模型的建立32
• 4.3 计算网格的划分32-33
• 4.4 计算边界条件的设定33-34
• 4.5 模拟结果分析34-43
• 4.6 本章小结43-45
• 第五章 热环境模拟及分析评价45-51
• 5.1 热岛效应简介45
• 5.2 物理模型的建立及计算网格的划分45
• 5.3 计算边界条件的设定45-46
• 5.4 模拟结果分析46-50
• 5.5 本章小结50-51
• 第六章 结论与展望51-53
• 6.1 本文主要结论51-52
• 6.2 今后工作展望52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-59
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋明洁;刘刚;卜雪e

本文编号：276855