【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我國城市化腳步日益加快,很多城市因建筑密度過高、人口密度過大等原因?qū)е隆盁釐u現(xiàn)象”越來越嚴(yán)重,對人們生活產(chǎn)生較大影響。樹木能夠降溫增濕,緩解“熱島現(xiàn)象”,提高城市居民的熱舒適性,還能起到防風(fēng)固沙、吸收污染物等作用。本文以校園常見樹木為研究對象,結(jié)合風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬,對樹冠阻力效應(yīng)和降溫增濕效應(yīng)進(jìn)行了定量研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)采用5種校園常見植物(荷花木蘭、桂花、楓香樹、樟樹和臘梅),通過風(fēng)洞試驗研究了樹冠結(jié)構(gòu)參數(shù)之間關(guān)系。結(jié)果表明,5種樹冠的葉面積指數(shù)(LAI)和填充率(SVF)之間呈正比關(guān)系。根據(jù)試驗結(jié)果,給出了一個可適用于校園常見植物葉面積指數(shù)和填充率之間換算關(guān)系表達(dá)式。(2)在試驗研究樹冠結(jié)構(gòu)參數(shù)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步定量探究了樹冠流動阻力與葉面積指數(shù)及風(fēng)速的關(guān)系。并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸,得到5種樹葉流動阻力與葉面積指數(shù)、風(fēng)速的多元關(guān)系表達(dá)式,且該表達(dá)式預(yù)測結(jié)果和試驗結(jié)果較為吻合,僅在風(fēng)速較小時(v≤0.5m/s)預(yù)測結(jié)果和試驗結(jié)果偏差明顯。(3)采用臘梅為試驗樣本,進(jìn)行風(fēng)洞試驗,研究臘梅降溫增濕效應(yīng)與送風(fēng)溫度、葉面積指數(shù)及風(fēng)速的關(guān)系。結(jié)果表明,臘梅能夠有效進(jìn)行降溫增濕。通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸,得到臘梅降溫量和增濕量多元關(guān)系表達(dá)式,且該表達(dá)式預(yù)測結(jié)果和試驗結(jié)果較為吻合。(4)在風(fēng)洞試驗研究的基礎(chǔ)上,利用數(shù)值計算軟件CFD,將樹冠視為多孔區(qū)域,提出一種描述樹冠流動阻力效應(yīng)和降溫效應(yīng)的數(shù)值模型,結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合良好,可用于對樹冠流動阻力與降溫效應(yīng)進(jìn)行研究。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU985.1
【圖文】：

試驗樹種

見樹種臘梅樹作為研究對象，用葉面積指數(shù)（究其對周圍熱環(huán)境的影響作用。通過風(fēng)洞試驗數(shù)，對臘梅降溫增濕效應(yīng)進(jìn)行定量研究。通過對到臘梅樹降溫量、增濕量等與送風(fēng)溫度、風(fēng)速數(shù)置如圖 4-1 所示，其中 A 點(diǎn)為風(fēng)速測試點(diǎn)，入口4 型手持式風(fēng)速儀測得，BE 段為試驗段，CD 本放置于 CD 段，BE 段長度為 0.7m，填260mm。B 點(diǎn)為進(jìn)風(fēng)溫濕度測試點(diǎn)，E 點(diǎn)為出95-2H 型溫濕度記錄儀測量探頭進(jìn)行溫濕度測動記錄測試數(shù)據(jù)。在風(fēng)機(jī)入風(fēng)口處設(shè)置可調(diào)節(jié)功率大小來對進(jìn)口風(fēng)進(jìn)行不同程度地加熱，從

模型如圖5-1 所示。其中：樹冠被視作多孔介質(zhì)，填充段被視作均勻多孔區(qū)；填充段尺寸為 500 mm×255 mm×260 mm；填充段距流域入口 690 mm、距流域出口 980 mm。圖 5-1 風(fēng)洞模型5.1.2 網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置將 CAD 所繪制三維模型保存并輸出為 IGES 格式文件，并導(dǎo)入 ICEM 中繪制網(wǎng)格。打開 ICEM 軟件，將模型文件導(dǎo)入，并對進(jìn)口（in）、出口（out）、壁面（wall）、樹冠（tree）等模塊進(jìn)行定義。接著對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分的疏密程度往往會直接影響模擬計算結(jié)果，網(wǎng)格質(zhì)量較高會使得計算結(jié)果更加精確，且收斂速度加快。本文采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對多孔區(qū)域進(jìn)行局部加密，最終設(shè)置網(wǎng)格數(shù)量約為 122 萬。網(wǎng)格劃分如下圖 5-2 所示。邊界條件設(shè)置如下：風(fēng)洞進(jìn)口設(shè)置為速度入口邊界（velocity-inlet 邊界），速度參數(shù)由模擬工況決定；風(fēng)洞出口設(shè)置為壓力出口邊界（pressure-outlet 邊界）。將填充段邊界設(shè)置為內(nèi)部邊界（interior 邊界），設(shè)置風(fēng)洞四周邊界為壁面邊界（wall 邊界），設(shè)置填充段為多孔區(qū)（Porous Zone）。

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本文編號：2784161