学术研究
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农业农村结构安全与环境宜居交叉创新团队解析微气候营建机制
发布时间: 2026-05-21
 


近日,我校“农业农村结构安全与环境宜居交叉创新团队”在期刊《Sustainable Cities and Society》发表题为“Evaluation of summer microclimate and outdoor thermal comfort in coastal tourism areas based on CFD-drone photogrammetry: A study in Rizhao”的研究论文,运用学科交叉方法解析滨海旅游区微气候与室外热舒适的营建机制。水土学院2024级硕士研究生孙美琪为第一作者,硕士研究生张鹏飞、靳新鹏、夏智恒参与研究,水土学院王少杰教授、林学院贾艳艳副教授为论文共同通讯作者。

准确构建三维建筑几何模型有助于实现微气候模拟与预测。然而,由于建模信息有限以及模型复杂性等限制,大多数研究通常采用高度简化的几何模型,在微气候模拟与预测方面存在局限性。为此,本研究提出了一种基于无人机摄影测量的通用建模框架,开发了融合三维建筑信息的高精度计算流体力学(CFD)模型,以山东省日照市滨海旅游区东夷小镇为研究对象(图1),通过实地测量与数值模拟相结合方法,系统研究了东夷小镇夏季微气候和室外热舒适(OTC)的影响因素。针对研究区夏季盛行风向及典型时段,在ANSYS Fluent中进行了风速、空气温度和相对湿度的耦合模拟,为评估旅游适宜性,采用信息熵权法建立了一个综合的OTC评价指标。

1 研究区区位及测点布置

研究结果表明(图2),基于无人机倾斜摄影的CFD建模方法为分析城市微气候提供了一种有效途径,该方法可应用于大多数城市微气候模拟建模,特别是在几何形状复杂且建模信息有限的区域。风是研究区调节微气候和OTC的关键因素,其通过驱动热量和水蒸气的转移能实现降温效果。在7:00时,通风性能与OTC呈显著负相关,风流冷却效应产生负反馈;在16:00时则呈正相关,此时风流冷却效应产生正反馈。该研究为数值模拟精细化建模提供了方法,为提高滨海旅游区微气候和室外热舒适的优化策略提供了参考。

 图2 不同风向下融合三维建筑格局的数值模拟

该研究得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划(科技型中小企业创新能力提升工程)等项目的资助,学校高性能计算平台提供了算力支持,山东水利职业学院张华荣老师在无人机倾斜摄影方面提供了指导和支持。

 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scs.2026.107483




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