面向城市气候挑战的流体隧道研究

使用风洞和水洞的实验研究长期以来一直是流体力学研究中针对大量应用的支柱。这些实验通常单独挑出某一特定物理过程加以研究，而涉及多尺度与多物理过程的研究由于实验装置困难且复杂而较为罕见。在气候变化时代，人们对于创新实验研究的兴趣日益增长，其中流体（风与水的）隧道被用于模拟城市气候的多尺度、多物理现象。与城市物理相关现象的高质量流体隧道测量也极需用以促进先进多物理数值模型的发展与验证。作为建模这些城市过程的知识库，我们涵盖了八个选定研究领域的基础、建议与设计指南、近期进展与展望，包括（i）城市气流的热浮力效应，（ii）植被的空气动力与热效应，（iii）城市材料上的辐射与对流热通量，（iv）热层结对地–气相互作用的影响，（v）污染物扩散，（vi）室内外自然通风，（vii）风致热舒适，以及（viii）复杂城市站点上的城市风。此外，讨论了三大挑战，即多物理建模、人为过程建模，以及流体隧道、缩尺户外与现场测量在城市气候研究中的联合使用。