城市與建筑風環(huán)境的大渦模擬方法及其應用

序前言1 緒論 1.1 城市建筑及街谷微尺度氣候環(huán)境 1.1.1 建筑與城市街谷 1.1.2 街谷微尺度氣候環(huán)境 1.2 城市與建筑風環(huán)境的研究方法概述 1.2.1 現(xiàn)場觀測 1.2.2 風洞實驗 1.2.3 數(shù)值模擬 1.3 街谷物理模型及數(shù)值預報模式開發(fā) 1.3.1 理想街谷模型 1.3.2 街谷流動與污染物擴散的(半)經(jīng)驗模式 1.3.3 街谷流動與污染物擴散的計算流體力學方法 1.4 實際街谷特征及其對空氣流動和污染物擴散的影響 參考文獻2 街谷內(nèi)流場及污染物的現(xiàn)場測量 2.1 香港深街谷內(nèi)流場及污染物濃度垂直分布的測量 2.1.1 實驗地點、儀器和方法 2.1.2 測量結(jié)果與分析 2.2 西安市街谷內(nèi)污染物濃度的日變化測量 2.2.1 測量地點與測量儀器 2.2.2 測量結(jié)果與分析 2.3 結(jié)語 參考文獻3 大氣湍流的大渦模擬方法及亞格子模式 3.1 大渦模擬的基本原理及控制方程組 3.1.1 大渦模擬的基本原理 3.1.2 濾波函數(shù) 3.1.3 大渦模擬的控制方程組 3.2 大渦模擬的亞格子模式及發(fā)展 3.2.1 亞格子模式及其分類 3.2.2 渦黏性亞格子模式 3.2.3 動態(tài)混合長度亞格子模式 3.2.4 動態(tài)混合長度亞格子模式的算例及驗證 3.2.5 通用亞格子模式 3.2.6 通用亞格子模式的算例及驗證 3.3 結(jié)語 參考文獻 4 大渦模擬控制方程的數(shù)值解法及應用 4.1 控制方程離散化及離散方程組求解 4.1.1 控制方程離散化 4.1.2 離散代數(shù)方程組求解 4.1.3 開源軟件OpeFOAM簡介 4.2 理想街谷內(nèi)空氣流動與污染物擴散的模擬 4.2.1 數(shù)值方法 4.2.2 理想街谷內(nèi)流場與污染物濃度分布 4.2.3 計算區(qū)域的影響 4.2.4 網(wǎng)格分辨率的影響 4.3 結(jié)語 參考文獻5 建筑(群)風環(huán)境的大渦模擬 5.1 單體建筑風場的大渦模擬 5.1.1 幾何模型及邊界條件 5.1.2 風洞實驗概述 5.1.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析 5.2 建筑群風場及污染物擴散的大渦模擬 5.2.1 風洞實驗與計算條件 5.2.2 交錯式布置建筑群的數(shù)值模擬 5.2.3 陣列式布置建筑群的數(shù)值模擬 5.3 結(jié)語 參考文獻6 穩(wěn)定來流條件下街谷內(nèi)的大氣流動及影響參數(shù)的模擬 6.1 街谷形狀因子及特征尺度對空氣流動與污染物擴散的影響 6.1.1 真實街谷尺度和實驗?；叨鹊睦硐虢止饶M 6.1.2 真實街谷尺度深街谷內(nèi)污染物的分布與擴散 6.2 非均勻街谷內(nèi)空氣流動與污染物的擴散 6.2.1 非均勻街谷的物理模型及數(shù)值模擬 6.2.2 非均勻街谷參數(shù)對街符內(nèi)流動的影響 6.2.3 非均勻街谷參數(shù)對街谷內(nèi)污染物分布及擴散的影響 6.3 灌木綠化對街谷內(nèi)流動及污染物擴散的影響 6.3.1 植被層模式及數(shù)值模擬 6.3.2 綠化街谷內(nèi)大氣流動及污染擴散的數(shù)值計算 6.3.3 綠化植被層對街谷內(nèi)流動的影響 6.3.4 綠化植被層對街谷內(nèi)污染物分布的影響 6.3.5 街谷頂部污染物的擴散特性 6.3.6 街谷大氣強不穩(wěn)定條件下的溫度分布 6.4 結(jié)語 參考文獻7 街谷內(nèi)物理參數(shù)的日變化特征及對大氣流動影響的模擬 7.1 行駛車輛對街谷內(nèi)空氣流動的影響 7.1.1 機動車運動的曳力模型 7.1.2 機動車運動誘導流動的模擬方法 7.1.3 機動車運動誘導的流場模擬 7.2 真實風環(huán)境對街谷內(nèi)空氣流動與污染物擴散的影響 7.2.1 真實風環(huán)境下動態(tài)邊界條件的設置 7.2.2 真實來流條件下街谷內(nèi)流動的數(shù)值模擬方法 7.2.3 真實來流條件下街谷內(nèi)的大氣流動 7.2.4 真實來流條件下街谷內(nèi)污染物的分布與擴散 7.3 街谷內(nèi)建筑物表面受熱方式對空氣流動的影響 7.4 結(jié)語 參考文獻8 城市街谷內(nèi)污染物濃度日變化積分效應的綜合模擬模式 8.1 城市街谷內(nèi)污染物濃度日變化的積分綜合模式 8.1.1 Addison綜合模式 8.1.2 積分綜合模式 8.2 積分綜合模式的數(shù)值實現(xiàn) 8.2.1 積分綜合模式對街谷非均勻的描述 8.2.2 機動車尾氣排放摸型 8.2.3 背景污染物濃度日變化模式 8.3 模式應用 8.3.1 數(shù)值實現(xiàn) 8.3.2 模擬結(jié)果與討論 8.4 結(jié)語 參考文獻9 基于多孔介質(zhì)雙流體方法的小區(qū)尺度風場大渦模擬 9.1 多孔介質(zhì)建筑風場的雙流體數(shù)學模型 9.1.1 多孔介質(zhì)建筑的概念及雙流體模型 9.1.2 多孔介質(zhì)建筑(群)風場的控制方程組 9.1.3 多孔介質(zhì)建筑(群)風場數(shù)值計算的流程 9.2 單體建筑風場的大渦模擬 9.2.1 計算步驟及實施 9.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析 9.3 建筑群風場及污染物擴散的大渦模擬 9.3.1 計算步驟及實施 9.3.2 交錯式布置建筑群風場及污染物擴散的數(shù)值模擬 9.3.3 陣列式布置建筑群風場及污染物擴散的數(shù)值模擬 9.4 小區(qū)尺度風場的多孔介質(zhì)雙流體方法模擬 9.4.1 計算區(qū)域及簡化 9.4.2 網(wǎng)格及邊界條件 9.4.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析 9.5 結(jié)語 參考文獻索引