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《浙江大学》 2010年
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城市居民小区内微环境的数值模拟研究

包毅  
【摘要】:随着中国经济的发展、城市化进程的加快和人们环保意识、健康舒适理念的提高,城市居民小区内的微环境问题愈来愈受到关注。城市居民小区内的微环境主要包括风环境、污染物环境、热环境、光环境和声环境等等。本文采用数值模拟的方法研究了杭州某一实际居民小区内的风环境、污染物环境和热环境,取得了一系列较为重要的结果,为住宅规划设计、避免室外污染物的聚集和室外热环境的改善提供了一定的参考和帮助。 本文首先采用雷诺平均方法研究了小区内夏季典型风环境。研究发现,在小区建筑群的上游部分建造单体体积较大的高层建筑,对小区内夏季自然通风是不利的。虽然地表面开敞的区域能够改善区域内的风环境,使区域内的流动更加顺畅,但是它同时也能够对周边区域的流动产生明显的影响。此外,迎风建筑的背风面区域内的流向速度分布近似符合高斯分布,但是在下游区域,这种分布规律渐渐消失。 其次采用大涡模拟方法对小区内汽车尾气扩散进行了数值模拟研究。研究发现,在污染源上游附近建造单体体积较大的高层建筑物,对污染物沿流向扩散是不利的,能造成单体建筑背风面污染物的大量聚集,但是它能够加速污染物沿高度方向的扩散。小区内复杂的建筑物分布决定了污染物扩散的复杂性,近源处建筑物的空间分布将对污染物的扩散产生明显的影响,不合理的空间布局将导致污染物在近源建筑物的四周大量聚集,将形成恶劣的污染物环境。此外,污染物均方根浓度的最大值不一定出现在最靠近排放源的位置,有可能出现在排放源的下游附近。 最后采用雷诺平均方法对小区室外热环境进行了数值模拟研究。在计算过程中,考虑了太阳辐射的影响,耦合了空气与建筑表面及地表之间的对流换热、建筑物与建筑物之间及建筑物与地表之间的辐射换热和建筑物表面的导热(只考虑壁面的一维导热,并忽略地表面的导热)。研究发现,太阳辐射(包括太阳高度角、太阳辐射量)和小区内建筑物的空间布局(影响建筑阴影形成、壁面与壁面之间的辐射换热和小区内风环境)是影响小区内热环境的两个主要因素。相对于地表全为嵌锁石块的情况,当地表全为草地时(其它条件都相同),小区内空气平均温度有较明显的下降。在迎风建筑的上游铺设草地的降温效果是最佳的。大面积的草地能使小区内空气温度的波动变缓。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU984.12

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【引证文献】
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