水体对居住小区局地气候调节作用研究
发布时间：2022-12-06 18:49
我国城市化进程加快,促使了城市局地气候的改变,城市热岛的现象也越来越受到人们关注。水体作为城市规划中的重要因素,也是城市下垫面其中之一,在影响城市局地气候中起着十分重要的作用。但是,这些自然下垫面如水体,草地等由于城市人口的压力,被一些人工下垫面如混凝土、沙石取代,使得城市气候和郊区气候有很大差异。在城市中增加水体不但能降温增湿,改善局部小气候,也能净化环境,维持生态平衡,给人提供舒适的生活空间。所以,很多学者都投入到水体对居住小区热湿气候的研究中。 本文采用数值研究手段,利用流体力学软件Fluent对有关问题进行研究分析,以夏季华南热湿气候为背景,研究广州地区包含水体的典型居住小区（行列式,周围式）的热湿气候。首先利用现有的研究成果,建立典型的居住小区模式,其次耦合太阳辐射模型和对流换热、蒸发换热、辐射换热和风场流动等热湿交换模型,对居住小区不同的工况进行三维的CFD数值模拟。根据模拟的结果对其温度场、湿度场和风场进行了对比分析,探讨水体在居住小区中的调节作用。 对研究结果主要归纳如下：太阳辐射对居住小区的影响程度很大,水体对居住小区有降温,增湿调节风速作用,根据离水体远...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状以及分析
1.2.1 气候的形成及空间尺度
1.2.2 城市热气候的主要影响因素
1.2.3 水体对小区热湿气候研究现状
1.3 城市局地气候问题的定量分析工具
1.3.1 现场实测方法
1.3.2 物理试验方法
1.3.3 数值模拟技术
1.4 课题来源以及研究内容
第二章 水气湿热交换数值模拟理论
2.1 水气湿热交换数值模拟方法
2.1.1 多相流模型
2.1.2 水面蒸发量计算模型
2.1.3 一维水气热交换理论
2.2 小区热湿环境的评价标准
第三章 CFD致值模拟理论基础
3.1 本文所用的控制方程
3.2 流场数值计算方法
3.2.1 直接数值模拟(DNS)
3.2.2 大涡模拟(LES)
3.2.3 雷诺平均模拟(RANS)
3.3 方程的离散与求解
3.3.1 控制方程的离散
3.3.2 离散方程的求解
3.4 辐射模型
3.4.1 辐射理论
3.4.2 常用辐射模型
3.4.3 DO辐射模型简介
3.4.4 加载太阳辐射计算器
第四章 数值模拟方法验证
4.1 概述
4.2 计算域确定以及网格划分
4.3 边界条件
4.4 模拟验证数据
4.5 模拟结果对比分析
4.6 结论
第五章 水体对局地热湿气候影响数值模拟
5.1 引言
5.2 物理模型的建立
5.2.1 居住小区模型布局形式
5.2.2 分析模型的确立
5.3 模拟计算条件
5.3.1 气象条件
5.3.2 计算域确定
5.3.3 网格划分
5.3.4 边界条件
5.3.5 收敛控制标准
5.4 有无水体对小区热湿环境的影响
5.4.1 无水体的小区热湿环境
5.4.2 含水体的小区热湿环境
5.4.3 两工况对比分析
5.4.4 本节总结
5.5 水体不同时间点对居住小区热湿环境影响
5.5.1 小区模型布置以及测点设置
5.5.2 模拟结果分析
5.5.3 本节总结
5.6 水体不同面积占有率对小区热湿环境影响
5.6.1 小区模型布置以及采样点位置
5.6.2 模拟结果分析
5.6.3 本节总结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气环境数值模拟研究新进展[J]. 王自发,庞成明,朱江,安俊岭,韩志伟,廖宏. 大气科学. 2008(04)
[2]城市中水体的微气候效应研究[J]. 李书严,轩春怡,李伟,陈洪滨. 大气科学. 2008(03)
[3]城市生态环境遥感监测与质量评价——以上海市为例[J]. 徐昕,高峻,汪琴,付晶. 上海师范大学学报(自然科学版). 2008(02)
[4]室外热环境研究中景观水体动态热平衡模型及其数值模拟分析[J]. 张磊,孟庆林,舒立帆. 建筑科学. 2007(10)
[5]北京商务中心区大气环境的数值模拟[J]. 王宝民,刘辉志,桑建国. 气候与环境研究. 2007(05)
[6]湖-气水热传输模型的研究和数值模拟[J]. 颜金凤,孙菽芬,夏南,孙长海. 上海大学学报(自然科学版). 2007(03)
[7]多尺度城市边界层数值模式系统[J]. 蒋维楣,王咏薇,刘罡,刘红年,周荣卫,欧阳琰,王学远. 南京大学学报(自然科学版). 2007(03)
[8]风洞模拟建筑物对大气污染物扩散影响的若干问题讨论[J]. 汪新,McNamara K F. 实验流体力学. 2006(03)
[9]谈城市河流的开发利用和保护[J]. 郝朝德. 江淮水利科技. 2006(04)
[10]我国水面蒸发实验研究概况[J]. 张有芷. 人民长江. 1999(03)
博士论文
[1]人体热舒适气候适应性研究[D]. 茅艳.西安建筑科技大学 2007
硕士论文
[1]住宅小区人行高度风环境数值模拟研究[D]. 龚晨.广东工业大学 2012
[2]城市河流对局地热湿气候影响的数值模拟和现场实测研究[D]. 宋晓程.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3711447
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状以及分析
1.2.1 气候的形成及空间尺度
1.2.2 城市热气候的主要影响因素
1.2.3 水体对小区热湿气候研究现状
1.3 城市局地气候问题的定量分析工具
1.3.1 现场实测方法
1.3.2 物理试验方法
1.3.3 数值模拟技术
1.4 课题来源以及研究内容
第二章 水气湿热交换数值模拟理论
2.1 水气湿热交换数值模拟方法
2.1.1 多相流模型
2.1.2 水面蒸发量计算模型
2.1.3 一维水气热交换理论
2.2 小区热湿环境的评价标准
第三章 CFD致值模拟理论基础
3.1 本文所用的控制方程
3.2 流场数值计算方法
3.2.1 直接数值模拟(DNS)
3.2.2 大涡模拟(LES)
3.2.3 雷诺平均模拟(RANS)
3.3 方程的离散与求解
3.3.1 控制方程的离散
3.3.2 离散方程的求解
3.4 辐射模型
3.4.1 辐射理论
3.4.2 常用辐射模型
3.4.3 DO辐射模型简介
3.4.4 加载太阳辐射计算器
第四章 数值模拟方法验证
4.1 概述
4.2 计算域确定以及网格划分
4.3 边界条件
4.4 模拟验证数据
4.5 模拟结果对比分析
4.6 结论
第五章 水体对局地热湿气候影响数值模拟
5.1 引言
5.2 物理模型的建立
5.2.1 居住小区模型布局形式
5.2.2 分析模型的确立
5.3 模拟计算条件
5.3.1 气象条件
5.3.2 计算域确定
5.3.3 网格划分
5.3.4 边界条件
5.3.5 收敛控制标准
5.4 有无水体对小区热湿环境的影响
5.4.1 无水体的小区热湿环境
5.4.2 含水体的小区热湿环境
5.4.3 两工况对比分析
5.4.4 本节总结
5.5 水体不同时间点对居住小区热湿环境影响
5.5.1 小区模型布置以及测点设置
5.5.2 模拟结果分析
5.5.3 本节总结
5.6 水体不同面积占有率对小区热湿环境影响
5.6.1 小区模型布置以及采样点位置
5.6.2 模拟结果分析
5.6.3 本节总结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气环境数值模拟研究新进展[J]. 王自发,庞成明,朱江,安俊岭,韩志伟,廖宏. 大气科学. 2008(04)
[2]城市中水体的微气候效应研究[J]. 李书严,轩春怡,李伟,陈洪滨. 大气科学. 2008(03)
[3]城市生态环境遥感监测与质量评价——以上海市为例[J]. 徐昕,高峻,汪琴,付晶. 上海师范大学学报(自然科学版). 2008(02)
[4]室外热环境研究中景观水体动态热平衡模型及其数值模拟分析[J]. 张磊,孟庆林,舒立帆. 建筑科学. 2007(10)
[5]北京商务中心区大气环境的数值模拟[J]. 王宝民,刘辉志,桑建国. 气候与环境研究. 2007(05)
[6]湖-气水热传输模型的研究和数值模拟[J]. 颜金凤,孙菽芬,夏南,孙长海. 上海大学学报(自然科学版). 2007(03)
[7]多尺度城市边界层数值模式系统[J]. 蒋维楣,王咏薇,刘罡,刘红年,周荣卫,欧阳琰,王学远. 南京大学学报(自然科学版). 2007(03)
[8]风洞模拟建筑物对大气污染物扩散影响的若干问题讨论[J]. 汪新,McNamara K F. 实验流体力学. 2006(03)
[9]谈城市河流的开发利用和保护[J]. 郝朝德. 江淮水利科技. 2006(04)
[10]我国水面蒸发实验研究概况[J]. 张有芷. 人民长江. 1999(03)
博士论文
[1]人体热舒适气候适应性研究[D]. 茅艳.西安建筑科技大学 2007
硕士论文
[1]住宅小区人行高度风环境数值模拟研究[D]. 龚晨.广东工业大学 2012
[2]城市河流对局地热湿气候影响的数值模拟和现场实测研究[D]. 宋晓程.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3711447
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