城市风道模拟结果分析

通过Fluent模拟研究区风环境在1.5m人行高度上的风速云图（见图3-11）可以看出，简化的多孔介质模型基本上能反映该区域风流动情况。模拟区域的风速主要在0～1.68m/s，其中风速较大的区域主要是城市主干道和城市支路，具体的风速均在1.0～1.68m/s和0.6～0.9m/s。而风速较小的区域是作为多孔介质的各个区块部分，并且通风效果与区块的建筑高度、密度相关，建筑高度越高，密度越大，其所在的区块1.5m处的风速越小，通风效果越差。

图3-11　1.5m人行高度上的风速云图

在检验模型是否有效合理时，最直接、高效的方法是将数值模拟的结果与实测结果进行比对。从模拟出来的风速云图中提取观测点的坐标，可以将坐标点所在1.5m处的风速值导出（见图3-12）。将多孔介质模型模拟出的风速与观测值进行对比，由表3-9、表3-10和图3-13可以看出，模型计算所得的值在趋势上基本与现场观测的数据吻合，但在总体上，模拟的结果比观测的数值偏大一些，产生误差的主要原因是模型的简化。此外，尽管在多孔介质模型中考虑了由于植被造成的黏性损失和惯性损失，但是在计算速度与压降关系的二次曲线拟合时所采用的是实验数据，会对后续的实验结果产生一定的影响。

图3-12　各实测点1.5m处模拟风速值

表3-9　实测点模拟风速　单位：m/s

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表3-10　实测点观测风速　单位：m/s

图3-13　模拟值与实测值趋势对比

为了更好地判断两者之间的吻合度，本书利用计量经济学中拟合优度的类似算法，用R2来度量拟合程度。R2越趋近于1说明拟合效果越好，以此来考察实测值与模拟值的拟合效果。R2的公式为

式中：为实测平均风速值；为多孔介质模拟得到的风速值；为多孔介质模拟得到的平均风速值。

由公式（3-26）可得R2=0.607173，可知观测值与模拟结果的拟合度较好，主干道、次干道等节点的模拟均体现了与观测时相似的流动情况。