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严寒地区行人风环境和风寒评估指标研究及应用

2020-12-02阅读(733)

严寒地区行人风环境和风寒评估指标研究及应用

论文摘要

风是影响城市环境的主要因素之一,城市中建筑群的设计和分布会改变当地的风场结构,使得建筑周围出现影响行人舒适感的强风,即行人风环境问题。对于寒地城市,冬季寒冷环境下较低的空气温度和风速的协同作用会加速暴露于室外皮肤的热量散失,即产生风寒效应,从而导致行人产生不舒适感甚至被冻伤。良好的行人风环境和合适的风热环境是保证城市居民安全舒适的前提。本文首先对行人风环境和风寒评估指标中存在的一些问题进行研究,建立了不同风舒适度标准间的比较方法,通过问卷调研建立了适用于当地的风寒评估指标。然后从可以体现城市地域特色的高校校园入手,基于当地气象资料的统计数据和CFD数值模拟所得的风场信息,对某寒地城市高校校园进行行人风环境和风寒的评估。具体的研究内容如下:(1)选取了8种风舒适度标准并对其中的行人活动类别和风速阈值进行了一致性处理,基于Weibull分布理论建立了各标准间相对严格程度的比较方法和数学模型。分析结果显示:各标准间的相对严格程度与规定的风速阈值、超越概率阈值和形状参数有关。(2)于高校校园区域对冬季行人风寒开展了问卷调研,进行微气候测量的同时调查行人的各项感受,基于问卷结果的相关性分析和统计分析,建立了风寒温度与面部刺痛感投票的关系,将其作为风寒评估的依据。(3)建立了风环境和风寒的评估方法和评估流程,将校园的行人风环境和风寒评估分为“指标确立”、“气象数据整理与统计分析”和“CFD数值模拟”三方面,围绕其准备工作进行了当地气象资料的统计和分析、校园模型的建立、校园模型的CFD网格划分和计算参数设置。(4)基于气象资料统计数据和CFD数值模拟结果,结合8种风舒适度标准对校园行人风环境进行了评估和分析;结合风寒评估指标对冬季各月份的校园行人风寒进行了评估。分析结果显示:风环境评估结果基本满足舒适的区间;风寒评估结果满足面部刺痛感弱于“中度”的等级。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 课题背景和意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 风环境研究方法
  •     1.2.2 风环境评估标准
  •     1.2.3 热舒适度的发展
  •     1.2.4 评估指标建立
  •     1.2.5 研究现状总结
  •   1.3 主要研究内容
  • 第2章 行人风环境评估标准研究
  •   2.1 风舒适度标准一致性处理
  •     2.1.1 风舒适度标准介绍
  •     2.1.2 行人活动一致性处理
  •     2.1.3 阈值风速一致性处理
  •     2.1.4 一致性处理后的风舒适度标准
  •   2.2 基于Weibull分布理论的风舒适度标准分析
  •     2.2.1 双参数Weibull分布函数
  •     2.2.2 风速阈值与超越概率转化性分析
  •     2.2.3 风舒适度标准间相对严格程度指标建立
  •     2.2.4 风舒适度标准间相对严格程度比较
  •   2.3 本章小结
  • 第3章 行人风寒评估指标建立
  •   3.1 冬季风寒问卷调研
  •     3.1.1 调研地点
  •     3.1.2 微气候测量
  •     3.1.3 问卷设计
  •   3.2 问卷调研结果及分析
  •     3.2.1 调研对象基本情况
  •     3.2.2 感觉投票统计分析
  •     3.2.3 客观参数与感觉投票相关性分析
  •     3.2.4 寒冷环境MTSV与停留时间的关系
  •     3.2.5 寒冷环境MDSV与风速的关系
  •     3.2.6 寒冷环境MPSV与风寒温度的关系
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 校园行人风环境和风寒评估前期准备
  •   4.1 风环境和风寒的评估方法
  •     4.1.1 风环境评估方法
  •     4.1.2 风寒评估方法
  •     4.1.3 校园风环境和风寒评估流程
  •   4.2 气象资料分析
  •   4.3 校园模型建立
  •   4.4 CFD网格划分
  •     4.4.1 ICEM CFD软件介绍
  •     4.4.2 扫略空间网格的技术和特点
  •     4.4.3 校园模型计算域参数设置
  •     4.4.4 校园模型网格生成参数设置
  •   4.5 CFD计算参数设置
  •     4.5.1 CFD计算软件介绍
  •     4.5.2 湍流模型设置
  •     4.5.3 边界条件设置
  •     4.5.4 其他参数设置
  •   4.6 本章小结
  • 第5章 校园行人风环境和风寒评估结果及分析
  •   5.1 风速比结果及分析
  •   5.2 行人风环境评估
  •     5.2.1 超越风速概率云图分析
  •     5.2.2 各风舒适度标准的评估结果及分析
  •   5.3 行人风寒评估
  •   5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 :冬季室外环境舒适度调查问卷

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 梁宝业

    导师: 武岳,郑朝荣

    关键词: 严寒地区,行人风环境,风舒适度标准,风寒评估指标,数值模拟

    来源: 哈尔滨工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 气象学,建筑科学与工程

    单位: 哈尔滨工业大学

    分类号: TU119

    DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.005772

    总页数: 96

    文件大小: 11474k

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