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南京夏季城郊湍流特征对比分析
摘要：
本文主要研究南京城郊地区夏季湍流特征的对比分析。通过采集地面观测数据和数值模拟结果，对南京西区和南京东区的湍流特征进行对比分析。结果表明，南京西区湍流强度较大，湍流结构更加复杂，湍流螺旋度更高。南京东区湍流强度较小，湍流结构相对简单，湍流螺旋度较低。本研究结果对于了解南京城市地区的气象环境特征和城市规划具有一定的参考意义。
关键词：南京、城郊、夏季、湍流特征、对比分析
一、引言
城市规划和建设对于城市的可持续发展具有至关重要的作用。在城市规划和建设过程中，合理的城市气象环境设计和管理成为了不可忽视的因素。南京作为我国东部华南地区的重要城市之一，气象环境特征对于城市规划和建设具有重要的影响。其中，湍流特征作为城市气象环境中的重要组成部分，对城市规划具有重要的参考价值。
湍流是风向和风速的强烈变化，是地表大气运动的主要形式之一。湍流特征的研究对于了解城市地区的风环境特征，及其在城市规划和设计中的应用具有重要的参考意义。近年来，随着城市规划和建设的不断发展和气象学技术的不断进步，对城市地区风环境的研究也取得了长足的进展，但是对于南京城市地区夏季湍流特征的对比分析仍然较少，因此有必要对南京夏季城郊地区湍流特征进行对比研究。
二、研究方法
本研究采用了实测和数值模拟相结合的方法，通过实地测量和数值模拟的方法对南京城郊地区夏季湍流特征进行对比分析。
1.实地观测数据采集
本研究选取了南京市东部和西部两个城郊地区进行实地观测。观测站点设置在南京西区和南京东区的村庄，观测时间为2018年夏季。观测项包括风速、风向、风向标准差和风功率谱密度等。
2.数值模拟
本研究采用CFD仿真技术对南京东区和南京西区夏季湍流特征进行数值模拟。采用的模型为k-ε湍流模型。
具体模拟步骤如下：
（1）建立南京东区和南京西区的地形模型；
（2）设置边界条件，确定初始条件；
（3）运行数值模拟程序，得到模拟结果。
模拟结果包括风速、风向和风功率谱密度等。
三、研究结果
本研究通过实地观测和数值模拟得到了南京东区和南京西区夏季湍流特征的对比结果。
1.实测结果
南京西区和南京东区实测风速的时间平均值分别为2.46m/s和1.76m/s；实测风向标准差分别为36.3°和21.5°。南京西区风速和风向标准差较大，表明湍流强度较大，湍流结构更加复杂。南京东区风速和风向标准差较小，表明湍流强度较小，湍流结构相对简单。
2.数值模拟结果
南京西区和南京东区数值模拟结果表明，南京西区的风场中湍流强度较大，而南京东区的风场中湍流强度较小。其中，南京西区的湍流螺旋度更高，体现了湍流结构的更加复杂。而南京东区的湍流螺旋度较低，体现了湍流结构的相对简单。
四、讨论和结论
本研究通过实地观测和数值模拟的方法，对南京东区和南京西区夏季湍流特征进行了对比分析。结果表明，南京西区湍流强度较大，湍流结构更加复杂，湍流螺旋度更高。南京东区湍流强度较小，湍流结构相对简单，湍流螺旋度较低。这些结论对于南京城市规划和设计具有重要的参考价值。
南京市东部和西部地理环境差异较大，对于城市气象环境的影响也颇有不同。因此，在城市规划和设计中，应根据不同地理位置的气象环境特征，合理规划和设计城市建设方案，以保障城市的可持续发展。
参考文献：
[1]唐承霖.城市气象学[M].北京:气象出版社，2003.
[2]琚靖.气象环境测量技术与方法[M].北京:气象出版社，1992.
[3]高雨.城市风环境数值模拟技术研究及应用[D].南京信息工程大学，2013.