绿化模式对室外风环境影响的研究

论文摘要

绿化植物对改善室外风环境质量、美化环境和提高人们居住环境舒适度有重要作用。长期以来，国内外研究人员在本课题的研究方面取得了不同的研究成果，对绿化模式在改善室外风环境的设计上给予了一定的指导，在此基础上，本文进行了进一步的研究：首先，对国内外在有关绿化模式对风环境的影响问题的研究情况进行了归纳和分析，总结前人的研究经验，并提出本文研究方法和研究内容。其次，对传统的CFD模拟理论进行概括和阐述，根据绿化植物的参数分析，在传统理论和原理的基础上添加了符合绿化植物模型的源项以保证模拟结果的准确性。对风场的基本原理做了详细的阐述，提出了本文研究所用的大气风剖面为指数风剖面。为了给本文风洞实验提供理论基础，用相似理论原理分析了风洞实验中的相关准则数，根据计算结果定出风洞实验中的各项参数。第三，利用CFD数值模拟计算了绿化植物对周围风环境的影响因素，主要的研究参数有：树木树冠间距、排数、孔隙率、植栽方式等，以及各个参数之间的相互关系。以此为基础，研究了绿化植物对单体建筑周围和小区的风环境的影响，并与未设置植物时的单体建筑和小区的风环境做了比较分析，并重点比较了树木和灌木对小区的风环境的影响效果。第四，本文通过风洞实验的研究方法研究了大气边界中绿化植物周围和建筑物外风环境的状况，验证了数值模拟的正确性，为数值计算的结果提供了实验基础，同时证明了对于绿化对室外风环境影响之类的问题，用CFD方法和风洞实验的方法两种研究方法相结合，可以提高研究成果的精确度和可信度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.1.1 绿化模式对建筑环境的影响
• 1.1.2 本文的研究意义
• 1.2 绿化模式对风环境影响的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.3.1 研究方向与研究方法
• 1.3.2 本文的主要工作
• 第2章 风场数值计算理论及植物模型处理方法
• 2.1 大气边界层
• 2.1.1 指数风剖面
• 2.1.2 对数风剖面
• 2.2 数值模拟的基本理论
• 2.2.1 湍流的时均控制微分方程
• 2.2.2 湍流的数值模拟方法
• 2.2.3 近壁面处理方法
• 2.3 绿化植物模型处理
• 2.3.1 带绿化植物模型的理论方程
• 2.3.2 绿化植物参数的表征
• 2.4 小结
• 第3章 绿化模式对室外风环境影响的数值研究
• 3.1 单体建筑室外风环境分析
• 3.1.1 边界条件的设置
• 3.1.2 网格划分
• 3.1.3 计算结果分析
• 3.2 绿化模式对室外风环境影响因素分析
• 3.2.1 单排树对植不同树冠间距与孔隙率对风环境的影响
• 3.2.2 双排树对植不同树冠间距与孔隙率对风环境的影响
• 3.2.3 互植工况下树木周围风环境特征
• 3.2.4 灌木周围风环境特征分析
• 3.3 绿化模式对单体建筑周围风环境的影响
• 3.3.1 不同 L/l 对室外风环境的影响
• 3.3.2 不同 H/h 对室外风环境的影响
• 3.3.3 植入灌木后室外风环境分析
• 3.4 绿化模式对小区风环境的影响
• 3.4.1 未设置植物时小区风环境分析
• 3.4.2 设置绿化植物后小区风环境分析
• 3.5 小结
• 第4章 风洞实验验证
• 4.1 相似理论
• 4.1.1 相似准则数
• 4.1.2 风洞实验中相似准则数分析
• 4.2 风洞实验台简介
• 4.3 风洞实验主要测控系统和测量仪器
• 4.3.1 风机变频器控制系统
• 4.3.2 多点风速仪测量系统
• 4.4 大气边界层平均风速剖面测量实验
• 4.5 单体建筑模型周围风环境验证
• 4.5.1 实验模型
• 4.5.2 测量结果分析
• 4.6 绿化植物模型周围风环境特征验证
• 4.6.1 单排树木模型周围风环境特征验证
• 4.6.2 树木对单体建筑周围风环境特征验证
• 4.7 小结
• 结论与展望
• 本文工作总结
• 下一步的工作展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢