125 / 2021-08-30 19:46:30

城市不同功能区风场特征的大涡模拟研究

风环境,大涡模拟,城市冠层

    城市的精细风场模拟对于城市的环境规划、污染评估等都具有重要意义，对提高城市宜居性有重要影响。通过利用大涡模式PALM(Parallelized LES Model)模拟研究商业区和居民区的风场特征，使用南京新街口和白下路分别作为商业区和居民区的典型个例，研究不同的入流风速和风向对功能区风场的影响。发现对于不同功能区风速的变化基本不会改变风场的整体特征，而风向的变化影响较大。

    

    对于不同的入流风向，迎风面积指数也不同，城市冠层指数风廓线是冠层内风场的简单近似，通过分析其中衰减系数和迎风面积指数的关系，发现随着迎风面积指数的增加，衰减系数也增加，WRF模式的单层城市冠层模式中也使用了指数风廓线作为近似，但没有考虑随着衰减系数随迎风面积指数的变化，后续考虑这一因素，可能可以改进参数化的效果。同时也发现随着迎风面积指数的增加，行人高度 2m 处的风速降低，对行人的舒适度产生影响。

    具体分析风向在不同的城市结构中对流场的影响，(1)当风向和十字路口主干道平行时，在这条主干道上由于狭管效应的影响，两侧的风速高于十字路口里，在另一条主干道上低层风向与入流风方向相反，出现垂直涡旋，而当风向与十字路口主干道有一定夹角时，在来流风向的主干道中均出现高风速，在被建筑物遮蔽的区域出现低风速。湍流动能(TKE)的分布和风速分布对应很好，风速高的区域，TKE也高。(2)街谷中的垂直涡旋对污染物扩散和通风有重要影响，分别分析对称街谷和非对称街谷中流场，发现因为复杂的城市表面的影响，相同的街谷由于不同的入流风向引起街谷中流场的复杂变化，影响街谷的通风能力。