植被绿化对周围环境影响研究

发布时间：2020-08-07 15:14

【摘要】：随着经济发展,我国城市化脚步日益加快,很多城市因建筑密度过高、人口密度过大等原因导致“热岛现象”越来越严重,对人们生活产生较大影响。树木能够降温增湿,缓解“热岛现象”,提高城市居民的热舒适性,还能起到防风固沙、吸收污染物等作用。本文以校园常见树木为研究对象,结合风洞试验和数值模拟,对树冠阻力效应和降温增湿效应进行了定量研究,主要研究内容如下:(1)采用5种校园常见植物(荷花木兰、桂花、枫香树、樟树和腊梅),通过风洞试验研究了树冠结构参数之间关系。结果表明,5种树冠的叶面积指数(LAI)和填充率(SVF)之间呈正比关系。根据试验结果,给出了一个可适用于校园常见植物叶面积指数和填充率之间换算关系表达式。(2)在试验研究树冠结构参数基础上,进一步定量探究了树冠流动阻力与叶面积指数及风速的关系。并对试验数据进行多元回归,得到5种树叶流动阻力与叶面积指数、风速的多元关系表达式,且该表达式预测结果和试验结果较为吻合,仅在风速较小时(v≤0.5m/s)预测结果和试验结果偏差明显。(3)采用腊梅为试验样本,进行风洞试验,研究腊梅降温增湿效应与送风温度、叶面积指数及风速的关系。结果表明,腊梅能够有效进行降温增湿。通过对试验数据进行多元回归,得到腊梅降温量和增湿量多元关系表达式,且该表达式预测结果和试验结果较为吻合。(4)在风洞试验研究的基础上,利用数值计算软件CFD,将树冠视为多孔区域,提出一种描述树冠流动阻力效应和降温效应的数值模型,结果表明数值模拟结果与试验数据吻合良好,可用于对树冠流动阻力与降温效应进行研究。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU985.1
【图文】：

树种,木兰,荷花,风洞试验

试验树种

风洞试验,腊梅

见树种腊梅树作为研究对象，用叶面积指数（究其对周围热环境的影响作用。通过风洞试验数，对腊梅降温增湿效应进行定量研究。通过对到腊梅树降温量、增湿量等与送风温度、风速数置如图 4-1 所示，其中 A 点为风速测试点，入口4 型手持式风速仪测得，BE 段为试验段，CD 本放置于 CD 段，BE 段长度为 0.7m，填260mm。B 点为进风温湿度测试点，E 点为出95-2H 型温湿度记录仪测量探头进行温湿度测动记录测试数据。在风机入风口处设置可调节功率大小来对进口风进行不同程度地加热，从

风洞模型

模型如图5-1 所示。其中：树冠被视作多孔介质，填充段被视作均匀多孔区；填充段尺寸为 500 mm×255 mm×260 mm；填充段距流域入口 690 mm、距流域出口 980 mm。图 5-1 风洞模型5.1.2 网格划分和边界条件设置将 CAD 所绘制三维模型保存并输出为 IGES 格式文件，并导入 ICEM 中绘制网格。打开 ICEM 软件，将模型文件导入，并对进口（in）、出口（out）、壁面（wall）、树冠（tree）等模块进行定义。接着对模型进行网格划分，网格划分的疏密程度往往会直接影响模拟计算结果，网格质量较高会使得计算结果更加精确，且收敛速度加快。本文采用非结构化网格，对多孔区域进行局部加密，最终设置网格数量约为 122 万。网格划分如下图 5-2 所示。边界条件设置如下：风洞进口设置为速度入口边界（velocity-inlet 边界），速度参数由模拟工况决定；风洞出口设置为压力出口边界（pressure-outlet 边界）。将填充段边界设置为内部边界（interior 边界），设置风洞四周边界为壁面边界（wall 边界），设置填充段为多孔区（Porous Zone）。

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