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研究住区微气候对改善室外热环境质量、提高室外热舒适有重要意义。对住区微气候进行数值模拟，可获得室外热环境优劣的详细信息，从而优化建筑布局和园林设计。但由于室外环境具有尺度大、影响因素多等特点，使得数值模拟计算具有特殊困难，尤其在对流、导热、辐射耦合起来进行非稳态计算时。该文针对住宅小区的微气候特点，力图研究一系列可应用于工程实践的室外微气候数值模拟方法。重点研究了以下问题：
首先，对深圳某住宅小区夏季室外热环境进行了测试，总结住区热环境的传热和流动主要特征，指出住区微气候模拟方法的发展方向。
其次，比较了不同湍流模型模拟建筑绕流的差别并与风洞实验进行了对比。提出模拟室外建筑绕流的新零方程模型，可有效节约模拟计算的时间，并与风洞实验结果进行了对比，证实模型可靠性。在此基础上，分析和发展了从两方程、零方程到区域模型的一系列不同精度不同计算速度的流场模拟方法，为提高联合模拟计算速度提供了初步条件。
第三，在室外长、短波辐射计算方面，解决了蒙特卡罗算法中射线发射受计算单元形状影响而导致的不均匀性问题，使得蒙特卡罗和杰勃哈特方法在室外大空间应用中可提高数值模拟计算速度并保证精度。在此基础上，总结了网格面数、射线总数与全交换面积相对误差的关系，为实现不同精度的室外长、短波辐射计算提供了依据。
第四，利用反应系数法建立了固体非稳态导热与空气流动的耦合计算的快速算法。结合k-ε湍流模型和蒙特卡罗—杰勃哈特辐射计算模型，建立了非稳态条件下住区微气候对流、辐射、导热耦合求解的数值模拟方法，并与深圳某住宅小区夏季室外热环境现场实测结果进行了对比。
最后，分析住区微气候模拟特点并设计数值实验，研究了影响模拟精度和速度的诸多因素(包括不同时段、迭代次数和湍流模型等)，建立了一套可面向不同层次、不同需求的住区微气候模拟分析体系。上述技术平台的搭建，使得在不同的室外环境设计阶段中定量优化和定量评价室外热环境质量成为可能。
该文的工作为数值模拟优化住区微气候设计奠定了理论和应用基础，有望在绿色住宅设计中得到推广应用。