城市典型下垫面热量传递过程研究及可视化平台设计
发布时间：2022-01-26 08:36
随着中国城市化进程的加快,大量的自然透水下垫面被不透水硬质下垫面代替,这些不透水下垫面具有良好的导热性、较高的热容量、较差的下渗能力,对城市热环境和水环境产生了严重影响。本文以沥青、水泥、透水砖和草地四种典型的城市下垫面为研究对象,基于实测气象数据和下垫面物性参数,综合考虑温度场、流场、辐射场的共同作用,运用数值模拟技术建立太阳辐射模型和降雨对流模型,解析不同气象条件下城市下垫面热辐射、热传导和热对流的换热过程。两个模型的拟合效果理想,太阳辐射模型0.89≤R2≤0.99,3.72℃≤MSE≤6.00℃,1.93℃≤RMSE≤2.45℃,1.87℃≤MAE≤2.17℃;降雨对流模型0.95≤R2≤0.96,0.03℃≤MSE≤0.05℃,0.17℃≤RMSE≤0.21℃,0.15℃≤MAE≤0.2℃。研究结果表明:1)不同气象因素对下垫面地表温度的影响不同,气温、太阳辐射与水泥、草地下垫面地表温度的相关系数为正,对下垫面地表温度的增长有显著地促进作用;相对湿度、风速、降雨与水泥、草地下垫面地表温度的相关系数为负,对下垫面地表温度的增长有抑制作...
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区概况
第2章研究区域与数据来源13图2.2设备监测布点情况表2.2传感器参数传感器型号技术参数大气温度传感器YGC-QW测量范围：-50--100℃；分辨率:0.1℃；准确度:±0.3℃大气湿度传感器YGC-QS测量范围：0--100%RH；分辨率:0.1%RH；准确度:±3%RH风速传感器YGC-FS测量范围：0--70m/s；分辨率:0.1m/s；准确度:±（0.3±0.03V）m/s风向传感器YGC-FX测量范围：0--360°；分辨率:1°；准确度:±3°
第4章模型构建及结果分析25第4章模型构建及结果分析本文以沥青、水泥、透水砖和草地四种城市典型下垫面为研究对象，通过建立物理模型、划分网格、设定边界条件、求解方式及初始条件，解析不同气象条件下城市下垫面热辐射、热传导和热对流的换热过程。晴朗天气，下垫面热量传递的过程包括：太阳辐射加热，空气对流换热，下垫面蒸发散热，本文综合考虑上述三种热量传递过程及下垫面热传导过程建立太阳辐射模型，太阳辐射模型的图文摘要如图4.1所示。阴雨天气，影响下垫面热量传递的过程包括：径流对流换热，雨水渗透散热，本文综合考虑上述两种热量传递过程及下垫面热传导过程建立降雨对流模型，并以太阳辐射模型的输出结果（即下垫面的温度场）作为降雨对流模型的初始条件，计算得到降雨前后下垫面温度场的变化情况，降雨对流模型的图文摘要如图4.2所示。其次，对下垫面地表温度的变化趋势进行分析，并截取下垫面横截面分析深度方向上下垫面温度变化情况，并对不同下垫温度存在差异的原因进行探索。最后，结合多个模型性能评价指标对本文所建立的太阳辐射模型及降雨对流模型进行评价和分析。图4.1太阳辐射模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD模拟的不同下垫面对城市热环境的影响[J]. 陈淦,卓志雄,张华荣,艾嘉蓓,黄启堂. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析[J]. 季海萍,吴浩云,吴娟. 湖泊科学. 2019(06)
[3]珠三角城市化对气温时空差异性影响[J]. 吴子璇,张强,宋长青,张芬,朱秀迪,孙鹏,范科科,余慧倩,申泽西. 地理学报. 2019(11)
[4]1981-2017年西藏“一江两河”流域5 cm地温及其界限温度时空变化特征[J]. 杜军,胡军,尼玛吉,次旺顿珠. 地理学报. 2019(09)
[5]天津中心城区典型下垫面降雨径流污染冲刷特征分析[J]. 赵晓佳,王少坡,于贺,邱春生,孙力平,王晨晨,赵乐军,宋现财. 环境工程. 2019(07)
[6]中小城市地表温度变化与下垫面关系[J]. 魏雪梅,马卫春,孔丽. 遥感信息. 2019(03)
[7]基于区间数的Spearman秩相关系数的多属性决策方法[J]. 苏丽敏,何慧爽. 统计与决策. 2019(06)
[8]基于遥感的内蒙古地级市土地覆盖结构时空变化特征分析[J]. 迟文峰,匡文慧,党晓宏,潘涛,刘正佳. 遥感技术与应用. 2019(01)
[9]1951—2016年昆明极端气温和降水事件的变化特征[J]. 吴利华,彭汐,马月伟,程希平,巩合德,董李勤. 云南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[10]Study on numerical simulation of organic pollutant transport in groundwater northwest of Laixi[J]. ZHU Heng-hua,JIA Chao,XU Yu-liang,YU Ze-min,YU Wei-jiang. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(04)
博士论文
[1]绿化对室外热环境影响的研究[D]. 林波荣.清华大学 2004
硕士论文
[1]基于DPM及EWF模型的积水分布研究[D]. 管朝鹏.重庆交通大学 2015
本文编号：3610179
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区概况
第2章研究区域与数据来源13图2.2设备监测布点情况表2.2传感器参数传感器型号技术参数大气温度传感器YGC-QW测量范围：-50--100℃；分辨率:0.1℃；准确度:±0.3℃大气湿度传感器YGC-QS测量范围：0--100%RH；分辨率:0.1%RH；准确度:±3%RH风速传感器YGC-FS测量范围：0--70m/s；分辨率:0.1m/s；准确度:±（0.3±0.03V）m/s风向传感器YGC-FX测量范围：0--360°；分辨率:1°；准确度:±3°
第4章模型构建及结果分析25第4章模型构建及结果分析本文以沥青、水泥、透水砖和草地四种城市典型下垫面为研究对象，通过建立物理模型、划分网格、设定边界条件、求解方式及初始条件，解析不同气象条件下城市下垫面热辐射、热传导和热对流的换热过程。晴朗天气，下垫面热量传递的过程包括：太阳辐射加热，空气对流换热，下垫面蒸发散热，本文综合考虑上述三种热量传递过程及下垫面热传导过程建立太阳辐射模型，太阳辐射模型的图文摘要如图4.1所示。阴雨天气，影响下垫面热量传递的过程包括：径流对流换热，雨水渗透散热，本文综合考虑上述两种热量传递过程及下垫面热传导过程建立降雨对流模型，并以太阳辐射模型的输出结果（即下垫面的温度场）作为降雨对流模型的初始条件，计算得到降雨前后下垫面温度场的变化情况，降雨对流模型的图文摘要如图4.2所示。其次，对下垫面地表温度的变化趋势进行分析，并截取下垫面横截面分析深度方向上下垫面温度变化情况，并对不同下垫温度存在差异的原因进行探索。最后，结合多个模型性能评价指标对本文所建立的太阳辐射模型及降雨对流模型进行评价和分析。图4.1太阳辐射模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD模拟的不同下垫面对城市热环境的影响[J]. 陈淦,卓志雄,张华荣,艾嘉蓓,黄启堂. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析[J]. 季海萍,吴浩云,吴娟. 湖泊科学. 2019(06)
[3]珠三角城市化对气温时空差异性影响[J]. 吴子璇,张强,宋长青,张芬,朱秀迪,孙鹏,范科科,余慧倩,申泽西. 地理学报. 2019(11)
[4]1981-2017年西藏“一江两河”流域5 cm地温及其界限温度时空变化特征[J]. 杜军,胡军,尼玛吉,次旺顿珠. 地理学报. 2019(09)
[5]天津中心城区典型下垫面降雨径流污染冲刷特征分析[J]. 赵晓佳,王少坡,于贺,邱春生,孙力平,王晨晨,赵乐军,宋现财. 环境工程. 2019(07)
[6]中小城市地表温度变化与下垫面关系[J]. 魏雪梅,马卫春,孔丽. 遥感信息. 2019(03)
[7]基于区间数的Spearman秩相关系数的多属性决策方法[J]. 苏丽敏,何慧爽. 统计与决策. 2019(06)
[8]基于遥感的内蒙古地级市土地覆盖结构时空变化特征分析[J]. 迟文峰,匡文慧,党晓宏,潘涛,刘正佳. 遥感技术与应用. 2019(01)
[9]1951—2016年昆明极端气温和降水事件的变化特征[J]. 吴利华,彭汐,马月伟,程希平,巩合德,董李勤. 云南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[10]Study on numerical simulation of organic pollutant transport in groundwater northwest of Laixi[J]. ZHU Heng-hua,JIA Chao,XU Yu-liang,YU Ze-min,YU Wei-jiang. Journal of Groundwater Science and Engineering. 2018(04)
博士论文
[1]绿化对室外热环境影响的研究[D]. 林波荣.清华大学 2004
硕士论文
[1]基于DPM及EWF模型的积水分布研究[D]. 管朝鹏.重庆交通大学 2015
本文编号：3610179
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3610179.html
