山地城镇室外热环境的模拟与预测

论文题目: 山地城镇室外热环境的模拟与预测

论文类型: 硕士论文

论文专业: 供热,供燃气,通风及空调工程

作者: 冯源

导师: 卢军

关键词: 山地城镇,室外热环境,模拟,城市规划

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 研究山地城镇室外热环境对改善山地城镇室外热环境质量、提高室外热舒适有重要的意义，而且可以指导山地城镇规划及其功能小区规划的优化。但是由于山地城镇热环境尺度大，影响因素多等特点，使得数值模拟计算具有特殊困难，对热环境的研究一直采用定性分析。本文针对山地城镇室外热环境的特点，力图把对室外热环境的数值模拟方法应用到工程实践中去。重点研究了以下内容：首先，通过对比分析，确定了采用数值模拟方法研究室外热环境的优势，分析并整理几种用于室外热环境模拟的数学模型，并给出PHOENICS用于室外热环境模拟的基础方程、算法及求解方式。其次，通过对重庆大学A区校园进行冬夏两季的热环境实测和模拟，得到了两季校园温度场及风场一般分布情况。并分析了校园内不同下垫面(水体、草地、泥地、混凝土、地砖和塑胶地面)对热环境的影响。第三，对校园内新建的高层建筑——主教楼所在区域进行了春夏两季的实测与模拟，从风场、建筑阴影和空调散热三个方面分析了高层建筑对小区域热环境的影响。并初步模拟分析了主教楼在春季采用自然通风的情况。第四，结合云阳新县城总规修编的实际工程，用计算机模拟了夏季典型日早、中、晚三个时刻云阳全县的热环境情况，并比较了长江水位上升之后对云阳热环境的影响，分析并预测了各个规划区具体热环境的特点和不足，对县城的发展建设，从改善热环境的角度，提出了建设性的意见。最后，对山地城镇(以云阳县为例)的几种典型地形特征——江边广场、街区、大梯道、冲沟和河谷地区进行分区热环境模拟。分析了山地城镇不同地形在热环境上的共性及特性，并对这几种典型地形的改造及发展建设提出了建议。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 热环境研究的发展

1.3.1 第一阶段(静态研究期)

1.3.2 第二阶段(动态研究期)

1.3.3 第三阶段(新技术和新方法研究期)

1.4 国内外城市热环境研究现状及成果

1.4.1 热环境与城市化进程关系

1.4.2 热环境与城市下垫面关系

1.4.3 城市热环境的预测评价模式研究

1.4.4 城市热岛的存在对城市能耗影响的研究

1.4.5 遥感技术和GIS技术在城市热环境研究中的介入

1.4.6 山地城市热环境的研究

1.5 本文的技术路线和可行性研究

1.5.1 研究内容和方法

1.5.2 可行性研究

2 数值模拟理论及软件的选用

2.1 引言

2.2 研究方法的比较

2.2.1 现场测试

2.2.2 风洞模型实验

2.2.3 数值模拟

2.3 湍流模型理论

2.4 数学模型

2.4.1 流体流动的控制方程

2.4.2 双方程模型及其改进

2.5 CFD软件PHOENICS的介绍

2.5.1 软件PHOENICS的选用

2.5.2 PHOENICS中的湍流模型

2.5.3 PHOENICS的算法及求解方法

3 重庆大学 A区校园热环境实测与模拟

3.1 引言

3.2 校园实验概况

3.2.1 测试区域简介

3.2.2 测试概况

3.3 A区校园冬季实测

3.3.1 冬季实测过程及结果

3.3.2 冬季实测结果分析

3.4 A区校园冬季模拟

3.4.1 校园模型的建立

3.4.2 冬季模拟结果

3.4.3 A区校园冬季实测与模拟对比

3.5 重庆大学A区校园夏季实测

3.5.1 夏季实测过程及结果

3.5.2 夏季实测结果分析

3.6 夏季模拟

3.6.1 夏季校园模拟概况

3.6.2 夏季模拟结果

3.6.3 A区校园夏季实测与模拟对比

3.7 重庆大学A区校园热环境总结

3.7.1 校园热环境实测总结

3.7.2 校园热环境模拟小结

3.7.3 校园热环境存在的问题及解决建议

4 主教楼区热环境实测与模拟

4.1 引言

4.2 主教楼实测概况

4.3 主教楼区春季实测结果及分析

4.4 主教楼区春季模拟

4.4.1 主教楼区模型建立

4.4.2 主教楼区春季模拟结果及分析

4.4.3 主教楼区春季实测与模拟对比分析

4.5 主教楼区夏季实测结果及分析

4.6 主教楼区夏季模拟与分析

4.6.1 主教楼区夏季模拟概况

4.6.2 主教楼区夏季模拟结果及分析

4.6.3 夏季实测与模拟对比分析

4.6.4 热环境对主教楼空调设计的影响

4.7 主教楼周围地区热环境小结及改进建议

4.8 主教楼标准层自然通风模拟

4.8.1 标准层自然通风模拟概况

4.8.2 标准层自然通风模拟结果及分析

4.8.3 标准层自然通风小结及展望

5 云阳新县城热环境模拟与分析

5.1 云阳新县城概况

5.1.1 云阳县地形特征

5.1.2 气候特征

5.2 云阳县城的模拟研究

5.2.1 模型概况

5.2.2 模拟结果及分析

5.3 三峡库区水位上升对热环境的影响

5.4 对江风利用的模拟

5.4.1 利用江风的优势与现状

5.4.2 设想的通风方案

5.4.3 方案的模拟和结论

5.5 云阳县总体热环境规划措施

5.5.1 云阳县规划现状概况

5.5.2 云阳热环境存在的问题

5.5.3 对云阳县热环境规划的建议

5.5.4 云阳热环境规划总结

6 云阳分区热环境模拟与分析

6.1 引言

6.2 各区域概况

6.3 分区模拟及模拟结果分析

6.3.1 两江广场

6.3.2 大梯道

6.3.3 区中心

6.3.4 彭溪河区

6.3.5 薛家沟区

6.4 小结

7 总结与展望

7.1 本文的主要研究工作和结论

7.2 对进一步研究工作的建议

致谢

参考文献

附录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

参考文献

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