[发明专利]一种城市局部空间通风效能确定方法

权利要求书

1.一种城市局部空间通风效能确定方法，其特征在于，所述方法包括：

确定待测区域的污染物法向逸散面积；

确定待测区域的污染物浓度；

根据所述污染物浓度和所述污染物法向逸散面积计算污染物逃逸速度；

根据所述污染物逃逸速度确定通风效能；

所述确定待测区域的污染物法向逸散面积具体包括：

确定所述待测区域的侧向逸散面法向面积；

确定所述待测区域的水平逸散面法向面积；

根据所述侧向逸散面法向面积和所述水平逸散面法向面积计算所述污染物法向逸散面积；

所述确定所述待测区域的侧向逸散面法向面积具体包括：

利用语言程序读取包含待测区域几何坐标信息的AutoCAD矢量数据文件，其中语言程序可为MATLAB，AutoCAD矢量数据文件可为DXF格式文件；获取待测区域中建筑的角点坐标、建筑高度、空间角点坐标和空间高度；

将所述角点坐标、所述建筑高度、所述空间角点坐标和所述空间高度进行非均匀空间网格划分，生成第一网格点；其中网格划分精度、边界条件等设定遵循《COST》导则以及《AIJ》导则，入口风速边界条件需根据城郊风速传化，其垂直风廓幂函数曲线如下：

式中：U_met为气象站测点测量风速，取各方向平均风速，d_met为气象站所处区域的大气边界层厚度，d为待测区域的大气边界层厚度，H_met为风速测量设备距地高度，取10m，h为风速边界任意点的高度，α_met为气象站所处区域的场地粗糙度指数，α为待测区域的场地粗糙度指数；

利用湍流计算模型计算所述第一网格点对应的风速矢量；具体的，采用湍流计算模型中的稳态雷诺平均的纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes)进行计算，具体公式为：

式中：为x轴方向矢量风速时间平均值(m/s)，为y轴方向矢量风速时间平均值(m/s)，为z轴方向矢量风速时间平均值(m/s)，u'为x轴方向矢量风速脉动值(m/s)，v’为y轴方向矢量风速脉动值(m/s)，w'为z轴方向矢量风速脉动值(m/s)，p为平均空气压力(Pa)，ρ为空气密度(kg/m³)，μ为动力粘性系数；

根据待测区域建筑的所述角点坐标、所述建筑高度、所述空间角点坐标和所述空间高度，逐一判断待测区域边界是否为建筑实体边界，非建筑实体边界即为侧向逸散面；逐一提取所述待测区域各侧向逸散面坐标；

旋转侧向逸散面至X轴或Y轴方向，利用网格函数将各所述侧向逸散面坐标进行网格划分，建立覆盖各侧向逸散面的第二网格点，生成第二网格点；其中网格函数为MATLAB的meshgrid函数；

将所述第一网格点的坐标和所述第一网格点对应的风速矢量进行插值计算得到所述第二网格点对应的风速矢量；根据第一网格点的坐标、第一网格点对应的风速矢量和侧向逸散面与X轴或Y轴方向夹角，利用插值函数计算第二网格点的风速矢量，其中插值函数为MATLAB的scatteredInterpolant函数；

根据所述第二网格点对应的风速矢量计算所述待测区域的侧向逸散面法向面积；具体公式为：

A_p＝A_p1+A_p2+A_p3+A_p4

式中：A_p1为垂直于X轴方向，X轴正向一侧法向面积，A_p2为垂直于X轴方向，X轴负向一侧法向面积，A_p3为垂直于Y轴方向，Y轴正向一侧法向面积，A_p4为垂直于Y轴方向，Y轴负向一侧的法向面积，A_p为侧向逸散面法向面积，为待测区域逸散边界第i个面单元的X轴方向的矢量风速时间平均值(m/s)，为待测区域逸散边界第i个面单元的Y轴方向的矢量风速时间平均值(m/s)，为待测区域逸散边界第i个面单元的Z轴方向的矢量风速时间平均值(m/s)，S_i为待测区域边界第i个面单元的面积(㎡)，n为待测区域的侧向逸散面中面单元的个数。