福州东西向深街谷内树致行人夏季热环境差异

夏季东西走向的街道因长时间暴露于日照形成最不舒适的行人环境,树木可提供树荫降低气温但也阻碍了局地通风,然而,植树对行人热环境的综合影响尚不清楚。针对城市高密度街区(LCZ 2类型)中东西走向的街道,开展行道树绿化差异对行人热环境综合影响的定量计算与分析。结果表明:1)树木对行人热环境的影响是非线性的,且在夏季白天不同时段呈不同规律,街道树木覆盖率与树致平均行人气温差异值之间存在如下关系:上下午非线性关系强烈,中午则接近线性关系;2)当树木覆盖率小于50%时,树致行人气温降低的梯度大,每增加10%树木覆盖率,行人高度平均气温最高约降低0.26℃;树木覆盖率超过50%以后,植树带来的热效益改善值减小,而且影响的时间窗口趋于中午附近(11:00—14:30);3)东西向街道内的各种植树方案都对行人热环境产生正面影响,当树冠相互接触形成连续树荫时,树致改善效应接近饱和,继续提高种植密度反而会产生负面影响。考虑城市用地紧张,建议东西走向的街道,采用可形成连续树荫的50%左右覆盖率的行道树绿化,以获得舒适的行人小气候。

CUDA架构下的靶丸辐射能流并行计算

针对惯性约束聚变(ICF)间接驱动对称性分析中靶自身遮挡判断困难、表面辐射能流计算效率低等问题,提出了基于CUDA的靶丸辐射能流并行计算方法.该方法以两区近似均匀模型为基础,利用四叉树结构对靶离散单元进行层次化表示,再根据包围盒的相交判断快速剔除遮挡单元;通过单元视角因子计算过程到GPU各运算线程的映射,实现了靶丸辐射能流计算的并行化.实验结果表明,在保证同样计算精度的同时,文中算法平均加速比在考虑遮挡时为15,不考虑遮挡时为400,具有较高的计算效率.

街道可视因子对夏季午后城市街道峡谷微气候和热舒适度的影响研究

城市街道作为城市最重要的活动空间,对其进行合理的规划和改造有利于改善城市热环境。揭示街道可视因子对街道峡谷微气候和热舒适度的作用机制,可以作为城市规划设计的理论基础。选取杭州市典型街道峡谷为研究对象,通过实测和数据分析发现,在夏季午后,不同街道峡谷内微气候和热舒适度存在明显差异:各街道峡谷之间空气温度、平均辐射温度和生理等效温度最大值与最小值之差分别达到了2.9、25.3和15.3℃;N-S朝向的街道热环境优于E-W朝向的街道,但街道的开敞程度和植物遮阴会抵消街道朝向的影响。研究也发现,在午后,街道可视因子会对街道峡谷热环境产生不同程度的影响,天空可视因子越高,街道峡谷空间越开敞,街道热环境和热舒适度越差;建筑可视因子与城市街道峡谷微气候和热舒适度相关性不大;而树木可视因子则对街道峡谷热环境具有重要影响,树木可视因子越高,街道树木的遮阴程度越高,街道内热环境和热舒适度越佳,这种现象在E-W朝向的街道峡谷中表现得更为明显。

高温球床辐射传热中的机器学习模型

在高温气冷堆(high-temperature gas-cooled reactor, HTGR)堆芯球床中,燃料球间的辐射换热是重要的传热模式,与堆芯固有安全特性密切相关。该文利用机器学习方法提出了球床颗粒间辐射角系数智能预测方案,其中基础计算模型基于角系数显式解析表达式,合理描述了球床热辐射特性随球心距变化规律和周围颗粒球平均阻挡作用,用于快速计算球床堆中辐射角系数的核心主导部分。利用高温气冷堆示范项目(HTR-PM)球床堆积结构和光线追踪方法,建立了高温堆球床高精度角系数大数据集,共包含1.66×10^(7)条角系数工况,覆盖了球床各种局部结构。利用大数据训练后的梯度提升决策树模型有效提升了角系数预测精度,综合基础计算模型后角系数回归系数超过0.999。该文成果为高温气冷堆球流传热研究、堆芯优化和热工流体分析提供了高效的辐射传热计算方法。

寒冷地区绿化指标对住区室外舒适度的多途径调控分析——以郑州市为例

【目的】城市环境与人群舒适度正逐渐受到关注,高质量的城市住区绿化可以改善微气候,提高空间使用率。本研究旨在探究绿化对人体舒适度影响的潜在机制与调控途径,明晰绿化指标之间的差异,为寒冷地区居住区规划设计提出相应的绿化配置策略。【方法】选取寒冷地区城市郑州的3个典型住区作为研究样本,进行冬季住区微气候实测及舒适度调查,通过回归分析,明确绿视率、植物视图因子两种绿化指标与舒适度的定量关系,厘清绿化对微气候环境舒适度的调控机制,并利用中介效应分析揭示二者作用途径的差异。【结果】回归分析结果表明,绿视率、植物视图因子与舒适度评价呈显著负相关(b=-0.181,P<0.01)、(b=-0.202,P<0.01),且绿化指标对舒适度存在直接和间接两种影响;两种绿化指标与风速呈显著负相关,与其他热环境因子皆显著正相关;舒适度与风速评价呈现显著正相关,与其他热环境因子负相关关系显著。通过中介效应分析表明,绿视率主要通过76.7%的间接影响和23.3%的直接影响共同调控舒适度,植物视图因子则主要通过87.9%的间接影响调控舒适度,直接影响效应不显著。【结论】两种绿化指标是从不同的角度来表征绿化结构,在评价人群与空间偏好的环境绿化设计中宜采用绿视率作为指标,而对于微气候适应性研究则更适合采用植物视图因子。