西安城区水体对周围区域热湿气候影响的数值建模及分析
发布时间：2021-01-14 15:50
随着我国城市建设的速率加快,城市人口也在持续增长,从而消耗能源量猛增,排出废量增多,另外不断扩大的建设用地（和农村土地覆盖材质不同）等原因综合作用下造成了城市与周边郊区的气温差,称之为“城市热岛”效应。城市热岛效应具有很大的危害性,最直观的是城市高温对人体舒适度的影响,还会加剧大气污染,造成异常天气和自然灾害。下垫面之一的城市水体可以改善环境、调节气候。目前涉及水体和城市热气候的学术成果情况是:两者基本相互独立,或者进行小范围的水体对热环境的影响研究,但这显然不能使城市整体热湿环境得到体现,因此在城市尺度上创建水体与大气热质交换模型势在必行。本文从自然条件、城市发展状况两个方面对西安市进行了介绍,再利用网络工具和相关画图软件,追求少占用计算机资源的前提下,对研究区（即西安市绕城高速以内）的建筑、水体、道路创建真实比例的几何模型。另一方面,依据水体与大气热湿交换的原理与公式建立了适用于本课题的热湿交换模型,将编写的程序利用UDF功能导入Fluent,利用长安大学渭水校区原位实验平台的资料对热湿交换模型进行了验证。将西安市几何模型与水面与大气的热质交换模型进行耦合,建立城市尺度的数值仿真模...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
冬天是 0.9m/s[50]；夏天的最高平均风速为 2.6m/s。图 2.1 西安市风玫瑰图2.1.3 地形地貌西安市具有全国城市最大的海拔高度差异。境内高耸的秦岭山地（主脊海拔
图 3.1 湍流的数值模拟方法分类湍流计算方式的分类大体上是两个：直接数值模拟和非直接数值模拟（见图 3.1），其中直接数值模拟（Direct Numerical Simulation，DNS）与非直接数值模拟最大的区别在于前者直接对湍流瞬时控制方程求解，而后者是进行了近似和简化处理。非直接模拟方法又包括大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）、统计平均法和雷诺平均法(ReynoldsAssociation Numerical Simulation，RANS)。（1）直接数值模拟(Direct Numerical Simulation，DNS)方法由于这种方法是直接求解瞬态三维 Navier-Stokes 方程，理论上最准确。但是 DNS 方法目前不能解决实际工程问题，主要原因是该方法需要占用庞大的计算机资源。（2）大涡旋模拟(Large Eddy Simulation, LES)方法LES 方法的处理过程是对大涡旋直接求解瞬态三维 Navier-Stokes 方程，对小涡旋则不直接计算，通过近似模型来考虑两者的相互影响。此种方法仍需比较大的计算机内存、耗时长，所以还不能很好的普及。
【参考文献】：
期刊论文
[1]西安市城市热岛环境动态演化规律研究[J]. 狄育慧,郑治中,张博轩,尹慧. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]西安地区土壤源热泵地埋管换热的岩土影响因素区域分布[J]. 官燕玲,张小刚,梁草茹,王玮,张宇昊. 西北大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]Pedestrian environment prediction with different types of on-shore building distribution[J]. 宋晓程,刘京,余磊. Journal of Central South University. 2016(04)
[4]西安城区与郊区风向风速差异分析[J]. 曹梅,杨珍,王斌. 陕西气象. 2016(02)
[5]基于热环境模拟分析的滨河住区建筑布局研究[J]. 杨召,余磊,刘京,宋晓程. 南方建筑. 2015(06)
[6]数值模拟水体对居住小区局地气候调节作用[J]. 陆婉明,汪新,周浩超. 建筑科学. 2015(08)
[7]北方地区滨水住宅区设计对夏季热湿环境的影响分析[J]. 宋晓程,刘京,余磊. 建筑科学. 2015(06)
[8]城市局地热气候预测及热岛效应缓解策略[J]. 宋晓程,刘京,林姚宇,刘琳,王丹. 哈尔滨工业大学学报. 2015(02)
[9]城市区域热气候与风环境研究的技术手段概论[J]. 刘京. 建筑科学. 2015(02)
[10]传统岭南庭园水体周边热环境模拟研究 以余荫山房为例[J]. 薛思寒,王琨,肖毅强. 风景园林. 2014(06)
博士论文
[1]适于城市住区规划的室外热环境实测与模拟研究[D]. 高亚锋.重庆大学 2011
[2]复杂下垫面建筑自然通风热湿特性研究[D]. 邹声华.上海大学 2010
硕士论文
[1]西安城市景观格局与热环境效应研究[D]. 郑治中.西安工程大学 2016
[2]水面蒸发尺度效应及其与气象要素关系研究[D]. 张蕾.长安大学 2015
[3]西安市主城区通风环境数值建模及分析[D]. 曹昊.长安大学 2015
[4]深圳虚拟大学园下垫面对热环境的影响与优化策略研究[D]. 段宠.哈尔滨工业大学 2013
[5]住宅小区风环境及热环境的模拟研究[D]. 张巍.华中科技大学 2013
[6]西安市空气污染物浓度统计特征及其气象影响研究[D]. 姜雪.长安大学 2012
[7]西安城市化气候效应研究[D]. 王娟.陕西师范大学 2011
[8]基于CFD技术的城市气候模拟及气候适应性规划策略研究[D]. 韦婷婷.中南大学 2010
[9]不透水面、植被、水体与城市热岛关系的多尺度研究[D]. 孟宪磊.华东师范大学 2010
[10]住宅小区室外热环境的实测与模拟[D]. 赵炎.重庆大学 2008
本文编号：2977124
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
冬天是 0.9m/s[50]；夏天的最高平均风速为 2.6m/s。图 2.1 西安市风玫瑰图2.1.3 地形地貌西安市具有全国城市最大的海拔高度差异。境内高耸的秦岭山地（主脊海拔
图 3.1 湍流的数值模拟方法分类湍流计算方式的分类大体上是两个：直接数值模拟和非直接数值模拟（见图 3.1），其中直接数值模拟（Direct Numerical Simulation，DNS）与非直接数值模拟最大的区别在于前者直接对湍流瞬时控制方程求解，而后者是进行了近似和简化处理。非直接模拟方法又包括大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）、统计平均法和雷诺平均法(ReynoldsAssociation Numerical Simulation，RANS)。（1）直接数值模拟(Direct Numerical Simulation，DNS)方法由于这种方法是直接求解瞬态三维 Navier-Stokes 方程，理论上最准确。但是 DNS 方法目前不能解决实际工程问题，主要原因是该方法需要占用庞大的计算机资源。（2）大涡旋模拟(Large Eddy Simulation, LES)方法LES 方法的处理过程是对大涡旋直接求解瞬态三维 Navier-Stokes 方程，对小涡旋则不直接计算，通过近似模型来考虑两者的相互影响。此种方法仍需比较大的计算机内存、耗时长，所以还不能很好的普及。
【参考文献】：
期刊论文
[1]西安市城市热岛环境动态演化规律研究[J]. 狄育慧,郑治中,张博轩,尹慧. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]西安地区土壤源热泵地埋管换热的岩土影响因素区域分布[J]. 官燕玲,张小刚,梁草茹,王玮,张宇昊. 西北大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]Pedestrian environment prediction with different types of on-shore building distribution[J]. 宋晓程,刘京,余磊. Journal of Central South University. 2016(04)
[4]西安城区与郊区风向风速差异分析[J]. 曹梅,杨珍,王斌. 陕西气象. 2016(02)
[5]基于热环境模拟分析的滨河住区建筑布局研究[J]. 杨召,余磊,刘京,宋晓程. 南方建筑. 2015(06)
[6]数值模拟水体对居住小区局地气候调节作用[J]. 陆婉明,汪新,周浩超. 建筑科学. 2015(08)
[7]北方地区滨水住宅区设计对夏季热湿环境的影响分析[J]. 宋晓程,刘京,余磊. 建筑科学. 2015(06)
[8]城市局地热气候预测及热岛效应缓解策略[J]. 宋晓程,刘京,林姚宇,刘琳,王丹. 哈尔滨工业大学学报. 2015(02)
[9]城市区域热气候与风环境研究的技术手段概论[J]. 刘京. 建筑科学. 2015(02)
[10]传统岭南庭园水体周边热环境模拟研究 以余荫山房为例[J]. 薛思寒,王琨,肖毅强. 风景园林. 2014(06)
博士论文
[1]适于城市住区规划的室外热环境实测与模拟研究[D]. 高亚锋.重庆大学 2011
[2]复杂下垫面建筑自然通风热湿特性研究[D]. 邹声华.上海大学 2010
硕士论文
[1]西安城市景观格局与热环境效应研究[D]. 郑治中.西安工程大学 2016
[2]水面蒸发尺度效应及其与气象要素关系研究[D]. 张蕾.长安大学 2015
[3]西安市主城区通风环境数值建模及分析[D]. 曹昊.长安大学 2015
[4]深圳虚拟大学园下垫面对热环境的影响与优化策略研究[D]. 段宠.哈尔滨工业大学 2013
[5]住宅小区风环境及热环境的模拟研究[D]. 张巍.华中科技大学 2013
[6]西安市空气污染物浓度统计特征及其气象影响研究[D]. 姜雪.长安大学 2012
[7]西安城市化气候效应研究[D]. 王娟.陕西师范大学 2011
[8]基于CFD技术的城市气候模拟及气候适应性规划策略研究[D]. 韦婷婷.中南大学 2010
[9]不透水面、植被、水体与城市热岛关系的多尺度研究[D]. 孟宪磊.华东师范大学 2010
[10]住宅小区室外热环境的实测与模拟[D]. 赵炎.重庆大学 2008
本文编号：2977124
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2977124.html
