新增建筑对密云风观测环境影响的分析

本文以北京市密云县气象观测场为研究对象,关注其观测环境保护范围内新增建筑对观测环境的影响。首先对该区域观测环境进行分析,采用统计分析和城市小区尺度模式,得到了该区域相关气象要素(风)变化的结论。其结论如下：(1)1959～2013年间,密云气象观测环境55年来的变化还是比较明显,其观测环境总体处于不断恶化的状态。(2)从流场来看,冬季医院对观测场区域比夏季有较为明显的影响,且影响范围也比夏季要大。(3)从风场来看,冬季小风时,观测场在有医院比没有时,其区域的风速升高了8%;夏季小风时,其降低了10%;冬季大风时,其降低了9%;夏季大风时,其升高了8%。总体上医院对观测场的影响基本保持在9%左右。     

群体建筑风环境的三维数值模拟及分析

针对城市建筑物分布对人类活动风环境评价困难问题,引入数值模拟方法。对某大学校园局部建筑物群建立三维分析模型,分别应用三维湍流κ-ε方程中Standard湍流模型、KNG湍流模型和Realizable湍流模型,计算了2m以下人类活动环境的风场,并与实际测量的建筑物风环境数值相比较,最终得到三种模型类型,均能满足工程计算精度要求;但相对而言,在建筑物拐角之处,由Realizable湍流模型计算出来的风场更能接近实际。     

城市绿化灌溉对气象环境影响的模拟分析

城市绿地灌溉作为城市重要的水文过程,研究其对城市气象条件的影响有利于提高城市精细化预报并理解城市水循环过程。基于WRFV3. 7. 1模式,选取Noah/SLUCM陆面及城市冠层模型,以2010年夏季一次强烈的高温热浪天气过程作为天气背景,模拟分析了城市绿化灌溉对于中国东部重要城市南京的气象环境的影响。结果显示,绿地灌溉对城市地表能量平衡存在较大的影响。城市地区潜热最大增加45 W/m~2,地表温度最大减小0. 25℃。绿地灌溉对于城市地区边界层内的气温的有降低的作用,在边界层附近下降得最为明显,而边界层以上的温度则略有上升。对于日趋严重的热岛效应,城市绿地灌溉有减弱其强度的作用,在09:00时,可以将热岛强度最大减小0. 25℃。     

基于区域嵌套与分解的城市风环境模拟方法研究

提出了适合城市风环境数值模拟的一个新的计算方法——嵌套计算方法。该方法首先对目标建筑群及其更大的周边环境建立大计算域并以较粗的网格进行计算,然后建立包含目标建筑群的子计算域并以精细的网格划分,以大计算域计算出的解作为子计算域的边界条件以实现区域嵌套求解。通过对两种建筑群布局的模拟计算,将该方法与传统方法计算的高精度解和中精度解进行对比。结果表明,本文的方法可以降低单次计算的网格数量,并且计算结果具有较高的精确度。     

观测环境的改变对气象要素影响分析

文章对气象观测环境的改变对风的影响要素、风向、风速、气温、等进行了简要的分析研究。     

城市住宅小区风环境数值分析

针对某城市住宅小区建立了风环境的物理和数学模型 ,方程组进行离散 ,速度压力解耦采用 IMPLE算法 .通过大源项方法将浸没在大气中的住宅视为流体的一部分 .计算求解了两种来流角度的风环境分布 .一是来流平行于 X轴线 ,二是来流风向与 X轴成30°.两种情形都表明南方地区的穿堂风效应明显 ,可用于夏季降温 .对位于来流上游侧的建筑 (住宅 )要加强抗风压、风振能力 ;而处于下游侧的建筑 (尤其是第二种情形 )气流涡旋死角较多 ,要注意防止污染物的堆积 .研究表明 ,使用数值方法可以得出住宅小区内速度分布的详细情况 ,可对小区的风环境参数进行全面评价 ,对研究住宅小区的建筑系统节能具有一定意义     

建筑室外风环境数值模拟的湍流模型比较

对日本建筑学会提供的室外无污染物扩散和有污染物扩散的建筑风洞实验模型,采用15种湍流模型分别求解其室外流场,通过模拟结果与风洞实验结果的对比分析,确定建筑室外风环境数值模拟所用的最优湍流模型.结果表明,Suga三次式高Re k-ε模型对风场和浓度场的求解具有很高的精度,是最优的模拟室外风环境的湍流模型,不足之处是该模型...     

城市发展对区域气象环境影响的数值模拟:以苏州为例

本文采用中尺度天气模式WRF(Weather Research Forecasting Model),以苏州地区为例,对稳定天气过程下的城市热岛效应进行了数值模拟(2007年7月31日-8月2日).利用Landsat卫星观测的1986年、1995年、2004年、2006年下垫面资料进行了敏感性试验,分析了城市化导致的城市下垫面变化对城市气象环境的影响.结果表明,在这次高温过程中,城市气温一直较郊区高,高温区随着城市扩展而扩大;城市化对郊区气温影响较小,而城市气温会有所增长,且夜间较明显;随着城市的发展,城市热岛强度也随之增长,在夜间增长显著;由于城市下垫面的特征,城市中上升气流区与下沉气流区顺着风向成条带状相间分布,这表明在城市中可能存在水平对流涡旋,并且随着城市的发展,水平对流涡旋强度有增强的趋势.     

兴化湾工程建设对周边海域水沙环境影响

基于实测水文泥沙资料,建立和验证了兴化湾海域大小嵌套的二维潮流泥沙数学模型;模型与实测结果在水动力泥沙方面吻合,验证结果良好。以兴化湾港口规划工程为例,运用所建模型分析相关工程实施对周边海域水沙环境影响。结果表明:规划工程实施后,湾内流速局部有所调整;但变化范围和幅度均相对有限。采用断面潮量计算方法,得出工程前后湾内纳潮量中潮期间减小15%,大潮期间则为13. 1%; 1个月后,湾内水体交换率均在40%以上,与天然条件相比,交换率减小了6. 8%;工程后湾内含沙量仍保持了较低的状态;同时受近岸区滩涂围垦影响,使浅海区再悬浮泥沙来源减少,导致南侧海域含沙量有所降低。研究成果为兴化湾海域科学合理的规划布局提供一定的参考。     

基于正交分析的中庭热环境影响因素研究

 采用正交分析的方法对中庭热环境的主要影响因素——中庭断面面积、室外温度、顶部天窗开启百分比进行试验设计,针对设计工况进行数值模拟,并对数值模拟结果进行正交分析。研究结果表明,中庭顶部天窗开启百分比对中庭的通风量影响最大,中庭的断面面积对中庭通风量影响次之,室外温度对中庭的通风量影响相对较小,但室外温度是中庭内温度分布的重要影响因素。研究结果为中庭科学设计和合理运行管理提供了依据,同时对已建成的建筑中庭提出了改善热舒适度和节能的措施。     

C字型建筑对于区域风环境的影响

应用计算流体力学方法,通过与CAARC标准模型比对,确定了湍流模型,在此基础上,针对华东沿海地区含有C字型结构的某建筑群,模拟了夏季和冬季工况下连廊对区域风环境的影响.数值模拟结果表明,在夏季时,连廊的存在使C字型建筑背风区的风环境质量变差,易出现热量和灰尘聚集的现象,去掉连廊后气流滞留区内风速提高,该区域风环境质量得...     

长春市高校学生宿舍建筑风环境数值模拟研究

以长春市高校学生宿舍为例,利用CFD模拟软件Fluent,对不同布局形式的长春高校学生宿舍建筑群体进行数值模拟与分析。通过计算机模拟,从风速比、风速分布、风压分布角度出发,对风环境做出整体评估并提出可行的改进措施。     

关于住宅小区风环境的数值仿真

由于建筑间强烈的气动干扰,住宅小区的绕流风场异常复杂。为避免因建筑排列方式不当而导致不良风环境的出现,需要在规划阶段对风环境进行预测并优化方案。结合某一住宅小区风环境的研究,采用以k-εRNG湍流模型封闭控制微分方程的时均数值模拟方法,模拟了该小区在夏、冬季节主导风向下的绕流风场,针对风速场及风压场的模拟结果,分析评价了该小区的风环境。模拟表明,数值方法预测小区的风环境可以为优化规划方案提供科学依据。     

竖井空间对医用建筑风环境影响的模拟分析

较之于其他公共建筑,医用建筑对室内空气品质和新风量要求较高,如果仅通过机械通风,往往能耗需求量大.利用竖井空间改善医用建筑的室内自然通风,对岭南地区而言,这种方式无论在环境卫生还是在生态节能方面均具有潜力.本研究以岭南地区的医用建筑为样本对象,根据竖井空间的布局建立计算模型,采用CFD技术对其过渡季节的风环境作出模拟分析.结果表明:竖井空间方位和相对位置的合理设置可以改善医用建筑通风的舒适性和均匀性,从而在不借助机械通风的情况下使通风环境达到人体舒适范围;竖井空间的合理设置能在满足建筑布局舒展性的同时有效地缩短医疗流线,充分利用建筑用地;竖井空间的合理植入还有利于遮阳,是解决扩容过程中新老建筑之间通风采光问题的有效手段.     

岩溶隧道对地下水环境影响分析及涌水量预测研究

在隧道的建设过程中,尤其是在岩溶地区,很多隧道均遭遇了地下水灾害,研究岩溶地下水系统在隧道工程干扰下的行为是十分必要的。以重庆主城区拟建的鹿角隧道为例,分析其隧址区内水文地质条件,并建立隧址区地下水渗流模型;在此基础上,模拟隧道工程对地下水环境的影响;并采用地下水径流模数法、数值模拟法对隧道进行最大涌水量预测。结果表明：隧道施工期,地下水影响范围随时间增加而变大,开挖两年后达到最大,地下水位在隧道运营十年后趋于稳定,但难以恢复到天然状态;隧道高程越低,隧道水力传导系数越大,对地下水环境影响越大。研究结果明确了突水风险段,对隧道施工安全及设计决策提供理论及技术支撑,为运营期环境治理提供可靠判据。     

高层建筑周围行人高度风环境的数值模拟研究

通过数值模拟方法对某高层建筑周围的行人高度风速场进行了计算,结合当地气象台的气象风速统计资料,给出了该建筑周围舒适性风的概率直方图,对行人高度风环境的舒适性作出了评价,并对一些可能存在不舒适风问题的位置点提出了控制措施.     

高层建筑形状及布局对城市街区 行人风环境影响研究

基于风洞试验和计算流体动力学方法(Computational Fluids Dynamics,CFD)研究高层建筑形状及布局对城市街区行人风环境的影响.采用最大风速比和归一化加速面积比,定量研究五种高层建筑形状及四类建筑布局对城市街区行人风环境的影响,确定全风向下的最优建筑形状以及布局,结合CFD数值模拟获得的全域流场信息,揭示建筑形状和布局对于城市街区行人风环境的影响机理.结果表明:在保持建筑高度和街区容积率一致的情况下,高层建筑群周边最大风速比不会随着建筑形状和建筑布局的改变而发生明显变化.但建筑形状和建筑布局会改变建筑群周边高风速区域的面积大小,全风向下的最优建筑形状和布局分别是Y字形和错列式布局,而最不利形状和布局分别是H字形和围合式布局.不同布局下的方形、H字形及X字形高层建筑群的最不利风向均位于斜风向,而十字形及Y字形则为正风向.高层建筑群在行人高度处的风加速现象主要是由狭管效应和角部分离效应造成的.     

西南山区大气污染扩散的定点观测与模式评估

针对山区局地污染源的大气扩散,通过定点气象观测与数值模拟相结合的污染评估技术,采用区域模式与局地模式相嵌套的高分辨率区域空气质量模拟系统RegAQMS,模拟了一个西南山区磷化工工业园所在区域三维气象要素场、大气边界层湍流场以及污染物散布的浓度场,分析了山地复杂条件下大气污染物的扩散特性和影响其散布的关键因子。结果表明：区域主要的污染物如SO₂小时和日均浓度均未超过国家相关标准且有较大盈余,但在源区附近山体表现出较高的长期平均浓度,模拟时段总平均浓度占比标准份额高达87.7%。区域偏东和东南风极高的出现频率61.8%、较低的风速(如≤2 m/s风速频率43.1%)、离源近距离处敏感的下风向有相当高度山体的阻挡、大气稳定层结(逆温和贴地逆温较高的频率63.4%和27.2%)等是导致长期高值平均浓度的主要原因。与观测浓度的对比表明：RegAQMS能较好地描述该区域污染物的实际分布,模拟与观测的小时浓度相关达0.47,但整体有所高估,误差可能来源于采样时间的不同、排放源的变动、小风条件下平均风向的定义与扩散强度估计的不确定性等。     

建筑群行人高度风环境的数值模拟

采用控制容积积分法和求解压力耦合方程的半隐算法求解控制方程,选用标准k-ε湍流模型,对风绕某实际工程建筑群布局的流动特性进行数值计算,得到了建筑周围行人高度处在不同风向时的风速分布.结果表明,在上游建筑物的迎风面拐角附近以及前后排建筑之间的通道,风速最大,漩涡分布最强烈,是建筑物周围风环境最不安全的区域.通过分析比较,讨论了风向、建筑间距等因素对建筑风环境的影响.研究结果对于改进建筑设计与局部气候环境之间的关系具有参考意义.     

新建水坝对山区大跨度桥梁风环境的影响研究

西部地区经济的快速发展为西部公路网的建设奠定了基础,越来越多的大跨度桥梁需要跨越山区河谷,而山区河谷的地貌复杂,地势陡峭,河流众多,其风环境极其复杂.文章以某山区大跨桥梁为工程背景,采用数值模拟方法,建立了桥址区地形的数值模型,考察了水坝建造前后对桥梁风环境的影响,可为类似工程案例的风参数确定及抗风初步设计提供参考.