Magnus效应旋转圆柱水动力性能分析

为研究Magnus效应旋转圆柱水动力性能,采用大涡模拟(LES)模型对Magnus效应旋转圆柱进行数值模拟,分析旋转圆柱的长径比、转速比、雷诺数对其升力及三维流场的影响,模拟旋转圆柱升阻力变化趋势和尾部流场涡的脱落过程。结果表明:当转速比大于1.5时,旋转圆柱的升阻比随长径比一直增加;升阻比随转速比的变化规律是以1.7为界先升后降;旋转圆柱脱落的旋涡轨迹与来流形成一定的夹角,且角度会随转速比逐渐增大;当转速比大于1.75时,卡门涡街消失,旋转圆柱尾涡长度逐渐缩短,最终只有圆柱上表面发生涡旋脱落,下表面的涡不再脱落,附着在圆柱表面;雷诺数会改变旋转圆柱尾部流场,使升阻比先增加,达到峰值后以相反趋势下降。

基于激光雷达技术的郑州市行道树空间围合度研究

行道树作为城市道路空间的重要组成部分,对于提升城市道路品质和改善道路空间宜人度发挥着重要作用。选取郑州市作为研究区域,基于激光雷达技术,对道路及行道树样本进行定量化调查分析,利用宽高比、树冠占有率以及天空视图3个指标对行道树空间围合度进行研究。结果表明,样本行道树的平均宽高比为3.21,平均树冠占有率为30.83%,平均天空视图数值为0.43。其中,影响空间围合度的因素主要有道路宽度、道路等级、道路板式。研究结果将为城市行道树空间结构的优化及调控提供科学依据。

中微观尺度上城市形态指标与城市通风的关联性研究进展

城市化所导致的下垫面变化深刻影响着城市风环境。在中性稳定大气条件下,综述了以街谷因子(λ_(s))、建筑密度(λ_(p))和迎风面积比(λ_(f))为主的城市形态指标在中微观气候尺度下与城市风环境的关联与指标应用。这三类参数代表了城市风环境评估的三个方面,λ_(s)有助于分析风场分布特征和风流流态变化规律、λ_(p)更多涉及通风导向的城市规划中的应用问题、λ_(f)则是与城市风环境评估指标最为相关的参数。这三类参数只作为城市风环境评估的参考,不构成决策依据。以下三方面有待深入研究:进一步发掘并完善相关城市形态参数、非稳态条件下城市下垫面多因子的影响机制以及风环境评估指标体系评估体系的完善与应用等。

热浮力对不同高宽比街道峡谷内流场影响研究

采用二维街道峡谷数值模型,研究墙体加热、不同高宽比、风速条件下对街道峡谷内部流场的影响。结果表明:街道峡谷的高宽比、来流风速及墙体的受热方式对峡谷内部流场影响显著;受热墙体对峡谷内部流场影响与峡谷高宽比及来流风速大小密切相关;背风面受热可加强内部对流;迎风面受热在低风速时有利于置换峡谷内部空气;底部受热可以在局部范围内加强内部对流;三种边界面的受热方式在来流风速大的时候对流场影响有限;高宽比越大,峡谷内部流场越复杂。

杭州商业街道空间布局形态关键要素对周边风环境的影响

利用基于计算流体力学(CFD)理论的数值模拟软件,在不影响街道连续性面貌的前提下,通过控制变量法分别改变街道贴线率、街道界面密度、街道高宽比3个关键要素的数值来观察街道风环境的变化情况。结论主要有:街道内的风速大小随着街道贴线率的增大呈抛物线趋势变化,先增大后减小,在街道贴线率接近70%时,城市街道内风速达到最大;随着界面密度的不断减小,城市街道内各个测点的风速变化的幅度越来越大,这样会让在其中行走的行人感受到强烈的风速变化,舒适度大为下降;城市街道内的平均风速和街道高宽比成反比例关系。

LED路灯的二次光学透镜设计

鉴于道路照明需求的多样性和复杂性,基于配光曲线映射原理,运用透射光学设计手段,借鉴传统路灯设计方法,针对单颗大功率白光LED,根据其特有的配光特性参数设计了一种新颖的二次光学透镜。该透镜实现了将LED的郎伯型配光转换为蝙蝠翼型配光,将圆形光斑转换为矩形光斑,同时可以达到很高的光输出效率和近似1∶2的长宽比。与同类设计相比,达到国家道路照明标准,同时降低了设计复杂度,可应用于LED路灯设计。

架空建筑街谷内流动与污染物扩散的数值模拟研究

研究架空建筑设计对街道峡谷内气流流动和污染物扩散规律的影响。考虑了4种不同街谷高宽比(H/W)和3种架空建筑类型,利用经风洞实验验证的CFD数值模型对上述街谷内流动与污染物扩散规律进行模拟研究。结果表明,在无架空街谷中,H/W的增大不利于街谷内污染物扩散。与无架空街谷相比,架空结构显著改善了街谷内的空气质量。两侧建筑架空结构比单侧建筑架空结构更有利于街谷内污染物扩散,上游建筑架空结构对街谷内污染物的稀释作用优于下游建筑架空结构。当两侧建筑架空时,街谷内污染物可降低90%以上。架空结构显著增强了街谷近地面的气流流速,改善了街谷内的空气质量。

中国夏热冬冷地区传统街道界面形态特征量化研究

中国传统街道保护更新与城镇发展之间的矛盾极为突出。街道界面疏密程度、界面参差程度与宽高比是对人的街道空间认知起主导作用的界面形态特征。经量化研究发现,中国夏热冬冷地区传统街道界面密度多在80%~95%之间,界面参差率基本小于0.6,街道宽高比多在0.7~1.5之间。运用SPSS对研究样本进行聚类分析可知,该地区传统街道存在四种典型的界面形态类型,并呈现一定的地理空间分布规律。本研究可为传统街道的保护与更新提供有力的理论与技术支持。

反射路面对城市峡谷反射率的影响

太阳辐射在城市峡谷内形成多重反射,加剧城市热岛效应。峡谷太阳辐射吸收量与城市结构、墙体和路面反射率及时间显著相关。建立城市峡谷反射率数值模型,评估提高路面反射率能否有效提高城市峡谷反射率,并探讨反射路面对邻近建筑墙体的反射与散射辐射的影响。通过现场观测数据验证数值模型的可靠性。研究结果表明:建筑物高度与路面宽度之比(纵横比)是城市峡谷反射率最关键的影响因素,当峡谷纵横比<1.0时,路面反射作用较为明显;而且,相对于冬季,夏季时峡谷内反射路面能向邻近建筑物反射更多的额外散射辐射,而峡谷走向对额外散射辐射的影响较小。当峡谷纵横比<1.0时,建议采用反射路面缓解城市热岛。

城市街道峡谷单侧自然通风研究进展

自然通风广泛存在于城市之中,了解城市自然通风建筑室内环境质量现状及存在的问题,是改善城市建筑室内环境质量的基础.通过文献整理,首先研究城市街道峡谷中单侧自然通风的驱动因素,其次从建筑几何特征、通风能力、污染率、颗粒物浓度以及街谷设施等方面综述单侧自然通风的相关研究,最后提出建议.研究表明,合理的展弦比、更好的城市布局以及精心的街谷设施设计能够最大限度地利用单侧自然通风,提升城市街道峡谷的室内环境品质.