湿热地区城市住区微气候与设计

文章以湿热地区的广州为例,通过两代表性城市住区夏季晴日的现场测试,得到其微气候参数的分布图。结合住区在建筑、绿化和水景等方面的设计,分析住区微气候与设计之间的关系,为湿热地区城市住区的微气候优化设计提供指导和建议。     

城市住区边界规划策略研究

居民生活品质的提高直接反映在居住环境的改善上,边界空间环境是城市住区环境和城市环境的重要组成部分。我国当代城市和住区建设发展中所面临的众多问题在一定程度上反映在住区边界——这一普遍存在的形态上。由此提出城市住区的"边界问题",探索我国住区边界空间的内在价值和发展规律,找出问题所在,提出解决问题的策略。     

高层住区夏季昼间室外热环境三维分布规律研究——以杭州市为例

采取垂直和水平同步观测方法,实测了2009年夏季杭州城西某高层住区的室外近地面气温、下垫面表面温度和近墙面气温状况,揭示了高层住区室外热环境的三维空间分布规律,可为我国夏热冬冷地区高层住区的生态低碳节能的规划设计与建设提供科学依据。     

点插值方法及其在工程中的应用

点插值法（PIM）是最近发展起来的一种新的数值方法。用点插值方法构造的形函数是简单的多项式并且具有Kronecker delta属性,从而克服了位移边界条件难以实现的困难。点插值形函数及其导数计算简单,同时它又具有其它无单元法的优点,只需节点信息,不要求把节点连成单元,计算精度高,后处理方便等。文中介绍了点插值法的基本原理及其实现方法,数值算例表明,理论真确,方法简单有效。     

曲边界上任意分布荷载的数值计算

1前言岩土工程数值模拟计算经常会遇到曲边界上任意分布荷载的计算问题,现行的前处理常规计算方法是假定其局部线性分布,这不仅影响计算精度,也增加了输入的工作量,因此合理处理曲边界上任意分布荷载的数值计算问题是此类软件开发的前提和基础。本文提出用二次插值函数法计算曲     

湿热地区高层住区热环境设计参数对热岛强度的影响研究

减缓住区热岛强度是绿色建筑和生态城市建设的重要内容。以往研究从局部和整体层面对湿热地区住区气温及热岛强度展开测试和研究。本文以广州高层住区为例,在夏季晴热天气条件下开展住区现场实测。测试指标主要包括郊区、城区和住区的气温以及住区热环境设计参数。文章从城区、住区、测点三个尺度,分析探讨气温和热岛强度的变化特征以及形成机制。研究指出,以郊区气象站为基准计算住区热岛强度,因受所在城区局地热岛强度的影响,无法合理评价不同住区热环境设计的优劣,而以城区气象站为基准,可避免局地热岛的干扰,计算和评价更为合理。热环境设计参数,即天空角系数、阴影率和叶面积指数,是影响住区和测点热岛强度的关键因素。热岛强度的定义应取同一尺度或相邻尺度空间的气温差。     

不等阶多项式基径向点插值法求解非线性固结问题

引入著名的邓肯-张模型，采用一种新型无单元法——不等阶多项式基径向点插值法，对平面应变下比奥固结问题进行了非线性数值分析。其中，对于位移插值函数，令其多项式基比孔隙水压力的高一阶，而径向基阶数二者相同。计算结果表明，当时间步长、结点分布和数值积分方案都相同时，该法的解与有限元解非常吻合，且精度高于等阶多项式基径向点插值法，并能减少甚至避免计算结果出现的数值涟漪现象。     

数字地价模型建立过程中的插值方法研究——以上海内环线地区为例

对反距离加权平均(IDW)插值法和克立格(Kriging)插值法两种空间插值方法在数字地价模型(DLPM)建立过程中的插值效果进行比较研究,采用上海内环线地区内的实际样本点数据进行有关实证分析。利用空间插值软件Surfer8.0对上海内环线地区内地价样本点使用上述两种不同的插值方法插值生成不同的插值结果文件,再利用GIS软件MapInfo7.5把插值结果文件生成数字地价栅格专题图,最后用随机选取的验证点对不同的插值结果进行比较分析。研究结果表明:反距离加权平均(IDW)插值法比克立格(Kriging)插值法插值效果更佳,其插值结果更加接近实际地价分布,而且,反距离加权平均(IDW)插值法属于确定性插值法,也简单、易操作,样本点处的插值结果也可以更好的接近样本点的实际地价值,使得数字地价模型(DLPM)的建立更加可靠、可行。     

流固耦合界面信息传递理论和方法研究进展

合理有效的界面信息传递方法是实现流固耦合(FSI)分析的关键环节,本文研究了流固耦合界面信息传递理论和方法.归纳了流固耦合界面信息传递所遵循的基本原理:运动学连续条件、动力学连续条件及能量原理等.将信息传递方法总结为局部插值法和整体插值法两大类.局部插值法中研究了映射点插值法、加权余量法、常体积转换法等方法,并给出了主单元及映射点搜寻算法;整体插值法研究了样条函数法、Shepard方法、径向基函数法.最后对瞬态问题给出了CSD、CFD间的时间插值模式.本文从理论和方法上为解决流固耦合界面数据传递问题提供了指导.     

边界拟合坐标涡量一流函数绕物体流动计算

列出了用边界拟合坐标表示的涡量一流函数绕流计算偏微分方程组，及其交替隐式有限差分和显式有限差分方程组。用自动调控边界计算了矩形区域单园柱绕流运动，其有无穷域绕流特征。绘制了速度矢量分布图，和流函数，涡量，两个分速度及压强的等值线分布图。     

双优化POD法在复杂屋盖风压场模拟中的应用

在复杂屋盖结构中,导入测点面积和脉动风压自根方差进行双优化POD处理。在此基础上以双优化中荷载本征模态为对象,运用两种插值方法进行了风荷载模拟。同时将实测风压与两种插值方法模拟风压进行均值、根方差、风压时程方面的比较。结果表明双优化POD法基础上插值模拟风荷载实现了较理想的模拟效果。但是两种插值方法与节点位置的模拟效果存在个体差异。整体上看受湍流作用小的节点位置无论采用插值法1还是插值法2,模拟效果均好于湍流区节点;就插值方法而言,在湍流效应明显节点处,采用插值法2模拟效果好于1。同时在风荷载分布梯度较小节点处采用插值法1模拟效果好于2,而风荷载分布梯度较大节点处插值法2模拟效果好于1。     

基于Matlab与实测数据重构采动煤层三维瓦斯压力场

为掌握煤层瓦斯压力三维分布特征和瓦斯压力集中区位置,采用现场试验、理论分析的方法对瓦斯压力三维分布特征及受采掘扰动影响的变化规律进行研究。结果表明:瓦斯压力沿走向存在单驼峰状的峰值区,沿倾向不存在峰值区;开采扰动强度越大,瓦斯压力峰值越大,峰值位置越靠近工作面。基于Matlab编程分别采用线性插值、样条插值和立方插值3种插值方法重构了远场煤层静态瓦斯压力场和近场煤层动态瓦斯压力场。比较插值结果可知,提出的基于最小二乘法拟合三次多项式的立方插值法较好地反映煤层瓦斯压力的三维分布特征,瓦斯压力场的平滑性和连续性均优于线性插值和样条插值的结果,没有出现不合理的突变,该插值法较真实地重构了煤层三维瓦斯压力场,为预测瓦斯压力集中区提供了依据。     

Surfer15.0在海绵城市下垫面地形可视化构建中的应用研究

针对海绵城市垫面地形可视化构建,用Surfer 15.0软件对比分析了普通克里金插值法中线性函数、高斯函数、球面函数和指数函数格网化有效性及其内插高程对海绵城市建设可视化的影响。结果表明:普通克里金插值法中线性函数内插精确度最高,插值与实际地形最为契合。通过该方法插值后,可以对下垫面地形进行面积计算和坡度、坡向及曲率分析并实现3D可视化地形构建。     

友好边界:住区边界空间设计策略

我国住区模式源于"邻里单位"和"单位大院",以封闭的姿态面向城市,被喻为"孤岛"和"碎片"。住区与城市的隔离,带来了城市结构的破坏、街区尺度的增大和城市交通的拥堵等问题。鉴于此,有必要探索与城市良性互动的"住区友好边界空间"的设计策略。设计策略包括:内向延伸城市街道空间,面向城市开放住区边界空间,构筑融入街道生活的住区边界空间网络。     

夏季最热月铁路隧道内空气温度预测用外界计算温度的选择

以特长单线隧道为研究对象,建立了隧道内空气温度计算模型,采用有限体积法对方程进行离散,用MATLAB工具编写隧道内空气温度模拟计算程序。分别对采用建筑物夏季通风计算温度ODT、近20年每年最热月月平均温度的平均值ATH及逐时典型气温OHT 3种不同外界计算温度时夏季最热月隧道内的空气温度进行了模拟计算,得到了隧道内空气温度的分布规律及最高空气温度的变化规律。结果表明,选取ATH作为计算参数,可较准确地预测夏季最热月隧道内空气温度的最高值。     

城市住区室外通风与空气负离子浓度评测研究

选取合肥市东南区域典型居住区为研究对象,运用CFD数值模拟和室外实地观测相结合的研究方法,量化模拟了夏冬两季住区室外环境的风速图,并分析了其模拟通风状况;在此基础上得到了住区内不同环境的通风特征,包括建筑布局、空间形态、建筑密度、交通路网、植物绿化等对通风的影响;再根据模拟参数,在住区内选取样点实地观测了不同环境特征下的住区夏冬两季的空气负离子和风速、温度、相对湿度以及空气正离子等数据,探索了住区室外环境中空气负离子浓度与风速、温度、湿度和空气正离子之间的相关关系。同时进一步整理了近4万个有效数据应用于空气负离子和风速的时空分布研究,推导出夏季风速与空气负离子的线性回归方程,并运用偏相关分析,得出城市住区环境中空气负离子与风速呈极显著负相关,给出了线性回归方程Y=-0.001X-0.003。最后结合建筑布局的组合、开敞空间的设计和线性道路的组织等分析了空气负离子和风速的分布规律,用以说明评价住区室外环境通风状况的可行性,为今后城乡规划和建筑设计提供科学依据和设计思路。     

室外气温与太阳辐射的随动性关系研究

室外气温与太阳辐射强度之间存在某种随动关系,以中国南方13个典型城市气象数据为依据,通过回归分析方法,得到了太阳辐射与地表温度的动态拟合关系及地气温差随时间变化的动态拟合关系,各拟合公式相关系数R2均在0.97以上,说明拟合结果能显著的反映数据点的变化规律,进而建立了室外气温与太阳辐射强度的随动性关系。结果表明:高原地区,太阳辐射是室外气温与时间的一次函数;平原地区,太阳辐射是室外气温与时间的对数函数。对建筑冷负荷计算提供简便的方法,同时,也为太阳辐射强度与建筑冷负荷的随动性关系及太阳能空调的适宜性研究提供科学依据。     

南宁市夏季住区室外公共空间小气候对居民活动的影响研究

住区小气候的舒适程度直接影响着居民的生活质量,在2017年8月对南宁3个典型住区的室外公共空间进行调查,测试全遮荫和全日照2种环境下的空气温度、相对湿度、黑球温度、风速4种小气候相关参数,同时进行居民行为注记观察,根据实测数据计算UTCI值,结合居民行为进行小气候评价;研究发现,居民在住区室外公共空间的活动人数、活动场所、活动群体均受小气候影响,太阳辐射显著影响了住区居民的行为活动,遮荫良好是夏季居民选择住区室外公共空间活动的关键因素;可从增大遮荫面积、优化建筑布局、合理设计活动空间等方面对住区室外公共空间进行改善。     

华南典型住区地面能量计算方法—太阳辐射

城市热岛与居民舒适健康和城市用能息息相关。太阳辐射作为热岛问题的重要成因之一,其计算方法对认识和预测城市热岛有重要的作用。住区是城市的有机组成单元。本文以广州作为华南典型城市代表,通过107个住区的调研统计得到典型住区的设计特征,以具有代表性的行列式和围合式住区作为测试对象,开展夏季晴天地面入射的太阳辐射测试,将测试值与计算值对比发现:直射辐射较强时考虑建筑一次反射的计算值更接近测试值,对全天而言,是否考虑反射的计算值相接近(根均方差(RMSE)相差3～13 W/m~2),本文建立的计算公式可用于华南住区地面入射太阳辐射的预测。     

空气调节夏季辐射热和传热计算方法的比较

夏季围护结构的辐射热和传导热,是空气调节计算的一个基本数据,是影响空气调节设备投资的一个重要因素,因此,它的计算方法的准确性,对空气调节设计的影响是很大的。室外气温和辐射热是随季节和时间变化的,根据我国十几个城市统计,夏季室外最热时以下午三点钟温度最高,凌晨五点钟温度最低,平均昼夜最大温差12℃左右;太阳