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研究生:林宛貞
研究生(外文):Wan-ChenLin
論文名稱:街道紋理對都市街谷風環境模擬影響之研究
論文名稱(外文):The effect of street fabric to Wind environment simulation in urban street canyon
指導教授:林漢良林漢良引用關係
指導教授(外文):Han-Liang Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:都市計劃學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:都市規劃學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:風環境街谷計算流體力學街道紋理
外文關鍵詞:Wind environmentstreet canyonsComputational Fluid Dynamicsstreet fabric
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因在都市熱島效應的影響之下,近年來規劃領域逐漸重視街道通風對於都市生活環境品質的改善,諸多學術研究也特別探討街谷之高寬比與街道通風、風環境的關係。隨著時代的演變,相較於耗時耗資的風洞模擬,計算流體力學(computational fluid dynamics, CFD)在軟硬體的進步以及學術界研究層面逐漸擴大的情況下,如今在學術界已經常被使用。然而除了考慮建築物高寬比以外,外在環境本身已成為街谷風環境近幾年來的重要因素,卻發現各數值模擬模型建置大小不一、周邊建成環境無一定考量的情況。也因此本研究考慮模擬模型所應納入的範圍大小,以及模型內部環境結構的種類的差異兩種變因,探討其對於模擬街谷風環境的影響,並且以實測輔助判定各個模型的模擬結果。
為此選定位於台南市中西區民生路二段,自西門路二段至國華街三段作為代表棋盤式道路系統(grid road system)的研究地點,以及位於青年路上,自湯德章紀念公園至民權路一段作為代表放射式道路系統(radial road system)的研究地點。並以夏季中午作為研究時段,進行移動式觀測以及CFD數值模擬,了解模型外部環境尺度大小、街道紋理形式的不同對於街谷風速模擬結果的影響。
分析CFD數值模擬結果發現兩處研究地區在模擬模型的外部環境及其納入範圍的多寡,對於街谷內的風速分布皆有直接的影響。放射式道路系統因中心街谷整體風速較棋盤式道路系統低,顯示出氣流流通相較不易,也因此外部環境納入的範圍在整體模型半徑達到400米後出現中心街谷風速逐漸穩定現象,而棋盤式道路對外部環境模型範圍的需求則是需達到半徑500米以上。
Under the influence of the urban heat island effect, street ventilation has gradually become a more serious issue in recent urban planning in order to improve environmental quality of urban life. For this reason, many academic researches particularly investigated the relationship between street canyons’ aspect ratio and street ventilation plus airflow field. As time progresses, compared to the time-consuming and expensive wind tunnel simulation, advance of computation technology and the gradual expansion of the academic research level has made computational Fluid Dynamics (CFD) a more suitable tool in academic research. In addition to consideration of the building aspect ratio, the external environment itself has become an important factor in wind environment. However, parameter used in CFD analysis varies from study to study and lacks standardization. Therefore this study will take (1)simulation model size and (2)internal environment under consideration and investigate the impact of the above factors on the simulated street canyon environment. Then verify the result of the simulation model with the actual result.
For these reasons, Tainan City West Central Dist Minsheng Road, which starts from Sec.2 Ximen Road to Sec.3 Guohua Street is selected as a representative of the grid road system Qingnian road, which starts from Tang De-Jhang Memorial Park to Sec.1Minquan Road will be the representative of the radial road system. The study period will be summer afternoon, using movable measurement and CFD numerical simulation to figure out the impact of different model external environment size and street fabric on wind speed simulation results.
Analysis of the result of CFD numerical simulation found that both external environment and radius size of the simulation model have a direct impact on the street canyon wind speed distribution in the two research areas. The lower wind speed of the radial road system in the center street canyon compare to the grid road system shows a more difficult airflow. Results shown that speed of the center street canyon appear to be more stabilized after the radius of the radial street model gradually reached 400 meter while that of the grid road system demands more than a radius of 500 meters.
摘要 I
Abstract II
誌謝 VII
第一章 緒論 1
第一節 研究動機 1
第二節 研究目的 2
第三節 研究內容與流程 3
第二章 文獻回顧 5
第一節 街谷風環境 5
第二節 街谷通風的影響因子 11
第三節 街谷通風CFD數值模擬研究 16
第三章 研究設計 31
第一節 研究地點 31
第二節 研究方法 34
第四章 實測與數值模擬驗證 46
第一節 CFD數值模擬結果 46
第二節 實測與數值模擬結果驗證 63
第五章 結論與建議 74
第一節 結論 74
第二節 後續研究建議 75
參考文獻 76
附錄一 實測紀錄表 79
附錄二 基本統計分析 83
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