摘要：随着通用图形处理器(GPGPU)计算技术的快速发展,通过大规模增加处理系统的并发度来提升性能成为计算机高性能计算的最新趋势。目前,通用图形处理器已经被应用到科学计算的诸多领域。长波辐射作为GRAPES模式中极为重要的物理过程,其巨大的计算量对整个GRAPES模式的运行效率有重要影响。该文依托NVIDIA公司计算统一设备架构(CUDA)技术平台,以GRAPES全球模式中长波辐射传输方案为例,对其进行了大规模并发设计和优化,在保持系统结果一致的前提下,对比单颗高端CPU,Tesla C1060 GPGPU具有11倍的加速效果,明显提升了GRAPES全球模式的执行速度和预报时效。研究表明:使用通用图形处理器技术提升数值预报模式的执行速度非常有潜力。

摘要：本研究选取城市室外辐射环境模拟软件Rayman和SOLWEIG,模拟了哈尔滨这一典型严寒地区城市在冬季条件不同建筑布局下的长、短波辐射通量密度及平均辐射温度,并将模拟结果与现场实测结果相对比,以分析不同的城市室外辐射计算模型在严寒地区城市冬季条件下的适用性能和差异。结果表明,Rayman模型计算的由上至下和实体表面发射的长波辐射与实测结果有较强的相关性,且在计算半围合布局空间内平均辐射温度方面具有优势;SOLWEIG模型模拟参数更为全面,能得到平均辐射温度可视化图形,除了"短波西",其短波模拟值与实测值均有较强的相关关系,且计算开敞区域内平均辐射温度方面精确度更高。2种模型对来自冰雪下垫面的长波辐射模拟更为准确。

摘要：依据稳态热流平衡原理,采用理论分析和数值迭代的方法建立了考虑玻璃长波辐射透射率和室内外空间环境耦合条件下普通双层中空玻璃的稳态传热模型,并对普通双层中空玻璃在冬季典型室内外气温和空间环境几何边界条件下的总热流密度、总传热系数、有效长波辐射透射系数和内、外表面辐射换热系数进行了计算分析.结果表明：每层普通透明玻璃的长波辐射透射率达到0.1时,冬季典型室外气温范围（-40~0℃）内双层中空玻璃的有效长波辐射透射系数达到0.167~0.177,内表面辐射换热系数相比不计玻璃长波辐射透射率时的增大25%左右,外表面辐射换热系数相比不计玻璃长波辐射透射率时的增大1.0倍以上,玻璃的长波辐射透射作用对双层中空玻璃节能性能的不利影响明显,玻璃的长波辐射透射率在设计与计算时不可忽略.此外,冬季随着室内外气温温差的减小,双层中空玻璃的总热流密度逐渐减小,而总传热系数则逐渐增大,内、外表面辐射换热系数也逐渐增大.

摘要：高层高密建筑群普遍存在于现代城市中,大量人工建造物的存在加剧了城市建筑群微环境的热堆积,造成建筑群内热环境恶化。本文选自上海某建筑群,对相连建筑形成的半包围空间的热环境进行夏季实测研究,分析该空间内温度分布。结果显示,建筑围护结构与地面的蓄热对其附近空气层温度的影响非常显著。在本文的研究范围内,该影响区域在阳光直射区为3 m,阴影区为2 m,地面蓄热对空气温度的的影响高度为10 m。该结论为室外热环境的调节与建筑群设计提供依据。

摘要：CTTC模型能够在非稳态传热基础上快速计算建筑群室外气温,是提高室外热环境设计质量的有效工具。原始CTTC模型在太阳辐射、长波辐射和CTTC计算等方面尚存疑问。本文选夏季典型晴热天气,对广州市某围合式和半围合建筑群展开测试,获得模型计算所需已知参数和室外气温的逐时变化。通过不同方法计算值与实测值的对比分析,确定按面积加权平均计算地、墙面的太阳辐射热扰和热时间常数的方法最为准确。与原始CTTC模型相比,对围合式建筑群而言,新方法的计算值与实测值平均值之差将从0.3℃减小为0.1℃,根均方差从1.0℃缩减为0.5℃,一致性指数从0.87提高至0.98,对半围合式建筑群而言,新方法的计算值与实测值平均值之差将从3.1℃减小为0.1℃,根均方差从3.8℃缩减至1.1℃,一致性指数从0.79提高至0.96。

摘要：对于具有大面积玻璃围护结构的建筑中庭，由于太阳辐射强、室内空间大等问题，导致热环境的控制非常复杂。对于这类建筑的空调系统设计，计算流体力学（CFD）等数值模拟方法的应用有着广阔的发展前景，但已有的数值计算方法复杂，通用性差，仅能被少数计算流体力学领域专业研究人员所掌握，这一因素大大制约了数值模拟方法的在实际工程中的广泛应用。本文对相关数值模拟方法进行了分析和总结，建立了一套简单快速的并具有合理准确性的通用联合模拟方法，并开发出相应的联合模拟计算程序。通过将模拟计算结果与实验结果进行比较，该方法的准确性得到了验证，同时将该方法应用于中庭空调系统的优化设计，表明了其在实际工程应用中的可行性。