温度层结对建筑风环境定量影响的大涡模拟

摘要：

基于局地气候区分类,选取了北京门头沟地区4种局地气候区(高层开阔、高层密集、中层密集、稀疏建筑)作为研究对象,利用高分辨率大涡模拟方法,数值研究温度层结效应对不同局地气候区风和湍流特性的影响.2019年11月7日晴天小风个例模拟结果表明:1)温度层结对湍涡的形状和范围有显著影响.在近地面水平剖面上,稳定层结下涡旋数量较中性层结情况减少,但涡旋的纵向延伸范围可增大67％;不稳定层结下涡旋数量较中性层结增加,涡旋的纵向范围可缩小60％.在垂直剖面上,相较于中性层结,稳定层结下环流结构减弱且涡旋的纵向范围可缩小40％,不稳定层结下环流结构增强且涡旋的纵向范围可增大20％,该现象在高层密集型地块最为明显.2)4种局地气候区的风速的高值区主要位于平行于盛行风方向的建筑物两侧及屋顶附近,热力作用对总风速有增益作用,近地面风速较入流风速可增加1.27～2.18倍.3)4种局地气候区湍动能的高值区主要位于建筑物底部拐角处和屋顶,不稳定层结下近地面的湍动能是中性层结的1.2～1.5倍,而稳定层结下是中性层结的0.5～0.8倍,即不稳定层结条件下浮力引起的热力湍流增强混合效率,而稳定层结条件下湍流运动受到抑制.4)相较于其他局地气候区,高层密集区域的建筑物底部风速较大,在不稳定层结下易形成较强的狭管效应,其街区峡谷最大风速是中层密集的1.5倍.

关键词：城市边界层、大气湍流、局地气候区、层结稳定性

所属期刊栏目：28

分类号：P425.3(气象基本要素、大气现象)

在线出版日期：2023-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：518-532