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第1章 研究现状1

1.1 现场测试分析评价1

1.2 计算机模拟评价3

1.2.1 风环境模拟3

1.2.2 热环境模拟4

1.2.3 植物与水体的模拟研究5

1.2.4 室外热舒适相关的模拟研究6

1.3 研究现状总结6

1.4 本书的主要内容7

第2章 建筑绕流模拟方法9

2.1 湍流模型9

2.1.1 流体流动的控制方程10

2.1.2 标准κε模型11

2.1.3 标准κε模型的缺陷及其改进模型12

2.1.4 0方程模型13

2.2 边界条件15

2.2.1 来流梯度风15

2.2.2 来流湍流动能与湍流耗散率16

2.2.3 壁面边界条件17

2.3 本章小结18

第3章 长波辐射与短波辐射计算方法19

3.1 直接交换面积的计算方法19

3.1.1 射线的发出19

3.1.2 发出点20

3.1.3 发射方向20

3.1.4 射线飞行轨迹的计算20

3.1.5 直接交换面积计算21

3.1.6 直接交换面积的对称化21

3.2 全交换面积的计算方法22

3.3 太阳辐射的计算方法23

3.3.1 太阳直射辐射23

3.3.2 天空散射辐射24

3.3.3 街区内短波辐射的相互反射及日射得热量24

3.4 辐射计算方法的室外应用分析24

3.4.1 计算准确性检验24

3.4.2 大尺度网格问题分析25

3.4.3 网格数、射线数量与误差关系28

3.5 本章小结29

第4章 特殊边界的处理——植物模型30

4.1 三维植物冠层流动模拟体系30

4.1.1 物理模型30

4.1.2 风洞实验31

4.1.3 模拟说明32

4.1.4 结果分析32

4.2 冠层模型源项中经验参数研究34

4.2.1 关于源项模型中的经验参数CPE的讨论34

4.2.2 不同CPE1、CPE2取值下的模拟结果讨论35

4.2.3 拽力系数的选择36

4.3 不同形状冠层剖面流动模拟的分析37

4.3.1 模型描述38

4.3.2 计算结果分析38

4.4 植物冠层的热辐射39

4.4.1 长波辐射40

4.4.2 短波辐射40

4.5 包含植物冠层的通用辐射计算体系41

4.5.1 基本假设41

4.5.2 辐射计算模型41

4.6 植物的热质交换模型42

4.6.1 叶片与空气的对流热交换43

4.6.2 蒸散潜热计算43

4.7 本章小结43

第5章 特殊边界的处理——喷泉模型45

5.1 水珠与空气的热质交换过程45

5.1.1 准稳态蒸发过程分析45

5.1.2 预热阶段计算47

5.1.3 预热阶段对流对蒸发的影响48

5.1.4 在强制对流情况下水珠的温度与直径变化49

5.1.5 物性参数计算49

5.1.6 单水珠蒸发过程的实验验证50

5.2 水珠在空气中的运动51

5.2.1 基本运动方程51

5.2.2 拉格朗日时间步长52

5.2.3 随机湍流模型52

5.2.4 水珠方程的求解53

5.3 PSI-CELL模型53

5.3.1 PSI-CELL模型介绍53

5.3.2 PSI-CELL模型连续态公式54

5.3.3 水珠源项公式54

5.4 水珠平均直径和直径分布55

5.4.1 水珠平均直径参数55

5.4.2 水珠直径分布函数55

5.4.3 平均水珠速度57

5.4.4 SMD计算58

5.5 直管射流边界条件58

5.5.1 直管射流破碎的基本机理59

5.5.2 直管射流的模式60

5.5.3 直管射流破碎的过程61

5.5.4 小结64

5.6 喷泉模拟64

5.6.1 模拟模型64

5.6.2 模拟的气象边界条件66

5.6.3 模拟的射流边界条件67

5.6.4 模拟结果与实验对比68

5.7 喷泉联合模拟方法70

5.7.1 联合模拟方法71

5.7.2 显热交换统计方法72

5.8 本章总结72

第6章 流动传热辐射耦合模拟方法73

6.1 模拟方法的总体思路73

6.2 热平衡模型74

6.2.1 热平衡方程74

6.2.2 太阳辐射得热量74

6.2.3 长波辐射换热量75

6.2.4 固体导热量76

6.2.5 对流换热热量77

6.2.6 潜热得热量78

6.2.7 方程组的求解78

6.3 空气流动与固体表面热平衡耦合计算方法78

6.4 模拟方法实验验证79

6.4.1 模拟条件79

6.4.2 模拟与测量结果比较81

6.4.3 小结85

6.5 本章总结85

第7章 层次化住区微气候模拟分析体系86

7.1 模拟模式分析与讨论87

7.1.1 计算模型说明87

7.1.2 低风速单栋建筑土壤地表模拟88

7.1.3 高风速单栋建筑土壤地表模拟结果及比较90

7.1.4 低风速单栋建筑草坪地表模拟结果及比较91

7.1.5 低风速多栋建筑土壤地表模拟结果及比较94

7.1.6 小结95

7.2 湍流模型比较与分析96

7.2.1 低风速单栋建筑土壤地表模拟结果及比较96

7.2.2 高风速单栋建筑土壤地表模拟结果及比较98

7.2.3 不同流场计算模型比较98

7.2.4 小结100

7.3 本章总结100

第8章 室外环境的全年模拟方法101

8.1 “全年”范畴下的研究先例103

8.2 全年风环境模拟的实现104

8.2.1 风速场计算的简化假设105

8.2.2 全年风速场计算的实现110

8.2.3 SPOTE流动计算模块的完善111

8.3 全年热环境模拟的实现115

8.3.1 辐射计算体系的简化115

8.3.2 对流换热的计算方法119

8.3.3 平均辐射温度的计算方法120

8.4 全年耦合算法的实现120

8.5 本章小结121

第9章 室外环境评价方法122

9.1 评价指标的选取122

9.1.1 直接从环境参数评价舒适性的方法122

9.1.2 综合评价指标123

9.1.3 SET与PET的对比分析124

9.1.4 评价指标选取小结127

9.2 室外环境的“舒适性”127

9.3 最优化服装热阻的提出128

9.3.1 最优化服装热阻的计算方法128

9.4 一些特殊气象条件下的最优服饰131

9.5 适用于全年评价的热舒适指标132

9.5.1 舒适小时数132

9.5.2 不舒适度时数132

9.6 本章小结132

第10章 居住区风环境模拟应用134

10.1 AIJ和COST的推荐设定134

10.1.1 AIJ推荐设定的背景135

10.1.2 COST推荐设定的背景135

10.1.3 AIJ和COST的推荐设定汇总136

10.1.4 不同计算要素的研究138

10.1.5 设定推荐汇总148

10.1.6 简单小区算例验证149

10.2 小区风环境模拟实例152

10.2.1 主导风速和风向的选择152

10.2.2 初始方案模拟结果153

10.2.3 修改方案模拟159

10.3 本章总结167

第11章 建筑表面风压系数模拟应用168

11.1 建筑表面风压系数理论基础168

11.2 典型建筑表面风压系数模拟168

11.2.1 计算工况169

11.2.2 模拟结果分析170

11.2.3 小结196

11.3 标准建筑法198

11.4 三基本算例法198

11.4.1 三个基本算例198

11.4.2 影响因素198

11.4.3 前后间距修正方法探讨199

11.5 本章小结201

第12章 居住区热环境影响因素模拟分析202

12.1 居住区住宅形式选择202

12.2 定容积率的建筑排布204

12.3 居住区绿化形式及布局206

12.4 下垫面铺装对热环境的作用210

12.5 居住区周边环境211

12.5.1 上游地块211

12.5.2 居住区周边道路213

12.5.3 居住区上游水体215

12.6 本章小结216

第13章 居住区热环境优化设计导则的实践应用218

13.1 小区背景资料简介218

13.2 小区建筑设计219

13.3 植物布局设计222

13.4 本章小结223

参考文献224