不同来流风特征条件下典型高层建筑行人高度处风环境研究

论文摘要

随着经济发展,高层建筑、密集建筑层出不穷。高层建筑虽然在一定程度上解决了土地利用问题节约了土地资源,但也必然导致了一些负面影响。高层建筑和来流风耦合作用下引致建筑周围风速紊乱,由此导致的行人受伤案例屡见不鲜。因而建筑周围行人高度处风环境的评估,已成为从舒适到安全角度出发的热点研究问题之一。此外,建筑周边污染物扩散问题也逐渐成为大众关心的焦点,很多的学者开始进行建筑周围交叉污染问题的研究。目前针对建筑周围行人高度处风环境以及近建筑污染物扩散问题的研究有很多,而考虑到太阳辐射引起的温升效应对建筑周围流场和污染物扩散场的研究却较少。本文主要考虑了温度升高对建筑周围行人高度风环境以及近建筑污染物扩散特性的影响。本文在总结前人研究的基础上,首先介绍了建筑风环境的评价方法与CFD数值模拟的相关理论知识;然后对国外典型风洞试验进行数值模拟,并将模拟结果与实验数据进行对比验证了数值模拟的正确性与有效性。在此基础上,首先选取常见的2类典型类别6种构型为例,先在无温差条件下以行人高度处平均风速比为指标研究了不同来流风向下的流场特性,再以尾流区长度为指标研究了不同地面温升对建筑风环境的影响;随后以办公室常用的内部分区为例,研究了不同的送、回风方式以及污染源分布对内部分区流场以及扩散性能的影响;最后建立典型高层建筑的缩尺模型,先在无温差条件下以无量纲参数Kc为评价指标评价了不同污染源位置的扩散特性,再以尾流区涡心位置和Kc的变化量评价壁面温升对近壁面流场和交叉污染的影响。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 .研究背景
•   1.2 .研究目的与意义
•   1.3 .国内外研究现状
•     1.3.1 .国外研究现状
•     1.3.2 .国内研究现状
• 第二章 建筑风环境理论研究
•   2.1 .计算流体力学理论知识
•     2.1.1 .相似性理论
•     2.1.2 .计算流体力学解析方法
•   2.2 .建筑风环境研究方法
•     2.2.1 .现场测量
•     2.2.2.风洞实验
•     2.2.3 .CFD数值模拟
•   2.3 .建筑风环境评价方法
•     2.3.1 .风速比评价标准
•     2.3.2 .相对舒适度评价标准
•     2.3.3 .行人舒适度与风速频率标准
•     2.3.4 .超越风速概率数值评价标准
•     2.3.5 .PET标准
• 第三章 数值模拟可靠性验证
•   3.1 .风洞实验模型
•   3.2 .计算域选取
•   3.3 .边界条件设置
•   3.4 .模拟验证
•     3.4.1 .网格无关性
•     3.4.2 .初始条件
•     3.4.3 .验证结果分析
• 第四章 地面温升及来流风向对典型高层建筑外流场影响分析
•   4.1 .不同来流风及建筑模型对室外流场的影响
•     4.1.1 .模型建立
•     4.1.2 .不同构型建筑外流场特征分析
•     4.1.3 .不同风向对建筑外流场影响分析
•   4.2 .地面温升对建筑外流场影响分析
•   4.3 .通风方式对室内污染物扩散影响
•     4.3.1 .模型建立
•     4.3.2 .污染物扩散分析
•   4.4 .本章小结
• 第五章 壁面温升对高层建筑污染扩散影响分析
•   5.1 .模型建立
•   5.2 .建筑周围污染物分布
•   5.3 .壁面温升对流场影响分析
•   5.4 .壁面温升对污染物扩散影响分析
•   5.5 .本章小结
• 第六章 结论及展望
•   6.1 .结论
•   6.2 .展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所获奖励

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴小姣

导师: 刘晓平

关键词: 高层建筑,温度,行人高度风环境,污染物,数值模拟

来源: 合肥工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 合肥工业大学

基金: 国家重点研发计划(2018YFC0810600)

分类号: X51;X16

总页数: 81

文件大小: 6212K

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