本文選題：水體調(diào)節(jié)作用　切入點：局地?zé)釢癍h(huán)境因素　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為自然下墊面和人工下墊面的綜合體之一,水體周邊濱水地區(qū)往往因其親水性及變幻無窮的水景,成為城市中最具有吸引力的地段。同時,水體既能實現(xiàn)一定的生態(tài)功能又能改善濱水區(qū)域周邊的局地?zé)釢癍h(huán)境。因此本文以城市水體局地?zé)釢癍h(huán)境特性和影響該局地?zé)釢癍h(huán)境的主要因素為研究對象,采用理論分析、現(xiàn)場實測及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究水體和大氣之間的熱質(zhì)擴(kuò)散機(jī)理和通量傳輸?shù)拈L期動態(tài)規(guī)律,并系統(tǒng)研究不同條件下水體對周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的調(diào)節(jié)作用。采用理論解析的方法分析二維穩(wěn)態(tài)條件下有限域水體對周邊環(huán)境的熱濕調(diào)節(jié)作用。二維穩(wěn)態(tài)解析考慮垂直岸堤的影響,得到了風(fēng)速、岸堤高度和水體寬度對水體與大氣之間熱質(zhì)傳輸?shù)睦碚摻?結(jié)果表明隨著岸堤高度和來流風(fēng)廓線指數(shù)的不斷增加,水體對局地?zé)釢癍h(huán)境的影響范圍迅速減小。采用渦度相關(guān)技術(shù),以下墊面較為均勻單一的呼蘭河段為觀測對象,定點研究水體與大氣之間的長期湍流特性和通量輸送規(guī)律。對通量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和填補(bǔ)后,重點分析了水體周邊的局地氣候特征、湍流特征、通量輸送特征及各通量之間相關(guān)性的長期特征及變化規(guī)律。結(jié)果表明局地氣候各項特征參數(shù)具有明顯的日夜和季節(jié)性變化特點,水體與大氣之間的通量傳輸強(qiáng)度與大氣穩(wěn)定度密切相關(guān)。以松花江哈爾濱段為觀測對象,采用統(tǒng)計學(xué)和模型化方法分析位于城市中心、人員活動較為密集的濱水區(qū)域局地氣候。采用回歸法和隨機(jī)模型法,得出了松花江哈爾濱段水溫與氣溫的全年預(yù)測模型。同時結(jié)合呼蘭河實測結(jié)果,對熱量傳輸模型進(jìn)行驗證,通過對比發(fā)現(xiàn),位于市區(qū)的水體在人為排熱及人工下墊面等因素的影響下,水體溫度和空氣溫度均高于位于城郊的水體溫度和空氣溫度。市區(qū)內(nèi)水體與大氣之間的潛熱交換更加劇烈,對周邊局地?zé)釢癍h(huán)境濕度的調(diào)節(jié)作用更大。建立和驗證水體及周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的CFD模擬方法,總結(jié)出濱水區(qū)熱濕環(huán)境模擬中常用下墊面的熱物特性及模型參數(shù)化計算方法。通過對比分析不同湍流計算模型在濕環(huán)境預(yù)測的表現(xiàn),結(jié)果表明RNG k-ε模型在預(yù)測精度、計算容量和研究周期等方面表現(xiàn)最佳�；谏鲜鯟FD模型計算方法,采用正交試驗設(shè)計方法選取影響水體周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明城市水體對濱水建筑區(qū)域內(nèi)熱濕環(huán)境的影響尺度與住區(qū)內(nèi)通風(fēng)廊道形式密切相關(guān)。同時結(jié)合本文評價指標(biāo),著重分析了顯著因素對濱水建筑區(qū)域內(nèi)平均濕度、溫度和WBGT的影響。結(jié)果表明岸堤高度和容積率對濱水區(qū)局地?zé)釢癍h(huán)境的影響顯著;采用板式和點板式建筑布局的濱水建筑區(qū)域更利于水體發(fā)揮對局地?zé)釢癍h(huán)境中濕度的調(diào)節(jié)作用;容積率較低且中部具有較為寬敞通風(fēng)廊道的濱水布局更利于水體發(fā)揮對局地?zé)釢癍h(huán)境中溫度的調(diào)節(jié)作用。綜上,本研究結(jié)合理論、實測和數(shù)值模擬三種研究方法從不同角度相互驗證和補(bǔ)充分析了水體與大氣之間理論傳輸機(jī)制和實際變化規(guī)律,并通過合理的假設(shè),建立適應(yīng)于城市水體及周邊局地?zé)釢癍h(huán)境的CFD模擬方法,研究在各因素的影響下城市水體對局地?zé)釢癍h(huán)境的調(diào)節(jié)作用,其結(jié)論在今后的相關(guān)研究中具有一定的參考和借鑒價值,同時也為濱水區(qū)局地?zé)釢癍h(huán)境規(guī)劃提供一定的理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P461.5

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本文編號：1579430