基于CFD的城市公共空间风环境分析开题报告

1. 研究目的与意义

本次研究以明城墙玄武门段这一特殊历史遗迹为研究对象，从风环境影响评价的角度入手，探求环境设计的风环境优化设计策略。研究主要从开放空间与风环境相互影响的视角对南京玄武门附近的风环境进行评价分析。同时在相关评价结果的基础之上，本次研究对玄武门西侧的玄武门路进行优化设计的探讨。

现阶段我国的开放空间的设计主要聚焦于经济效应、社会效应以及空间形态等方面，对开放空间设计带来的风环境影响较为缺乏关注。而城市风环境对于人类健康和舒适度、能耗以及空气污染程度都具有直接和明显的影响，风环境的优化研究对于城市室外舒适度以及能耗利用效率的提升改善有着重要作用。

2. 国内外研究现状分析

纵观全球，城市化起步较早的发达国家与地区，风环境问题较早显露，在其规划设计中风环境的模拟与预测已经得到重视。德国、葡萄牙、日本及中国香港等地^[1-3]已经在城市具体街区地段层面开展绘制与土地利用下垫面相关的局地气候分析图，并参考城市内部热气候和空气流通要素来制定城市发展规模、土地用途、绿地开敞空间形态以及地形、建筑物布局等分析评价参数。通过对土地利用模式或格局的调整(即下垫面状况的改变)来改善城市局地微气候环境，对于减轻城市近地空气污染和营造适宜的人居环境具有十分重要的意义。因此，本次研究也将研究绿地与建筑对风状态的影响，积极效应和负面影响的形成过程，以及减小负面影响的措施。

由于受到西方国家的影响，我国早期的现代气候研究的主要关注风环境对规划布局的影响。例如根据城市主导风向对居住区和工业区的选址布局进行指导。一些研究通过风向特征将全国分类为五大区域，并针对每种类型提出不同的规划建议；另一些研究则是将污染系数和风玫瑰相结合，对不同功能区的规划布局进行指导。20 世纪90 年代后期，随着学科的逐步发展，规划中对气候问题的研究开始向系统化、多元化演进，规划中的关注气候要素也由单一的风场要素扩展为湿度、温度、气压、风场等多个要素。例如陈喆从城市气候角度论述了我国在城市规划布局中对气候要素理解不足的几大问题，并指出正确认识气候特征是是城市可持续发展实现的重要影响因素^[9]。

3. 研究的基本内容与计划

基于上述总结与讨论,本次研究拟定总体研究内容可分为四大部分：

第一部分（1章）为前言部分。该部分概述本次研究的研究背景、目的、意义、国内外研究现状及方法，同时对研究思路及框架进行了说明。

第二部分(2-3 章)为基础理论部分。第2 章通过对城市开放空间下的风环境进行理论基础研究，指出风的成因、注重优化风环境的生态意义以及开放空间布局对风环境的影响机制，同时对本文的研究方法 cfd 模拟技术进行了简述。第 3 章对开放空间的风环境影响评价方法进行探讨，在对国内外的风环境评价体系梳理总结的基础之上，构建一套适合于南京当地环境的评价体系。

4. 研究创新点

本研究创新地基于风环境的视角研究开放空间的设计，侧重风环境的生态价值和对景观格局的影响。研究从小尺度入手，评价了南京明城墙风光带中人流量较大的玄武门段附近的风环境，试图通过城市设计有效改善城市局部通风，将城市规划与城市环境进行结合，为南京市将来的开放空间规划与设计提供新的视角。