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随着城市化进程飞速的发展,城市中下垫面的结构,性能与郊区的下垫面相比,有很大的改变,这已经引起了很多学者的关注,然而在这方面,长期以来缺乏植被覆盖率与城市下垫面关系的定量研究,城市下垫面与城市风环境的现状分析与策略研究,缺少可行的预测手段以及如何尽最大限度节约能源的可能来改善城市下垫面性能变化所引起的城市热环境可行性研究。针对以上不足,分别展开了下述研究:首先,引进计算流体力学(CFD)方法,利用其非结构化网格,以及通风模型与热辐射模型相耦合的优势,使得研究具有预测性,以及研究结果定量化。其次,建立了有植被情况下的辐射计算模型,其中包括DO辐射模型,空气模型,植物模型,长短波辐射计算模型,地表模型,边界模型,建筑模型,解决了传统研究中无法用三维的植物,建筑对太阳短波辐射的反射,吸收,透过作用以及建筑与植物之间的长波辐射。模拟采用有限差分法计算建筑表面的热平衡,得到各固体表面的逐时温度,从而得到定量的模拟结果。第三,运用上述的模拟系统,继续分析没有植被的情况下,下垫面的性能状况,并与上述有植被情况下的结果进行比较。并且,通过大量数值试验,模拟分析了下垫面的反射率,蒸发率与城市热环境之间的关系,得出通过提高下垫面反射率的方法来改善室外热环境并不总是有效的,高反射率尽管可以降低下垫面表面温度,进而降低空气温度,但是由于反射率的提高会导致平均辐射温度升高,结果人体的热舒适感觉无明显改善,甚至还会下降。第四,模拟分析了下垫面建筑与城市热环境之间的关系,引进相对舒适度的评估标准,对城市风环境进行模拟分析,并提出了解决方案。最后,针对城市中下垫面的现状,提出合理高效利用自然能源太阳能,一来改善城市热环境,而来可以节约能源消耗,针对武汉的气候条件,模拟分析出可行的方案。