从可持续发展的绿色建筑设计到城市通风规划设计,人们开始摒弃或者改良一些高能耗的建筑,越来越多的城市规划设计因地制宜地发展节能、舒适和健康的城市人居环境。我国国土大部分被山地覆盖,密集的城市建筑群通风环境与周边山脉或丘陵引起的山坡风密切相关;本文拟从山坡风与城市建筑群热岛环流的相互作用出发,通过采用理论模型与计算流体动力学方法深入理解山坡风与建筑群通风耦合特性、尤其探讨其相互增益机制,为未来构造山谷与城市建筑群和谐环境生态等提供理论支持,进而对绿色城市建筑可持续发展提供理论和应用基础。本文首先介绍了与研究课题相关的学术背景、理论知识、以及国内外关于山地城市以及山坡风的研究现状,强调了山坡风对山地城市的重要性以及其研究意义。接着考虑到CFD软件计算结果的真实性和准确性,选取已发表的可靠风洞试验论文数据作为对比组,进行了模型验证;通过相关参数的对比充分验证了计算流体动力学模型及其程序。然后采用数值模拟方法与程序软件对二维理想山地城市模型分别进行了日间和夜间的风环境模拟。其中夜间时段模拟的山坡角分别为20°、22.5°、25°、27.5°、30°,街区建筑物高度分别为30m、40m、50m。日间的山坡角变化同夜间时段,但是保持城市街区的建筑物高度为30m不变。随后采用理论归纳分析方法提炼离散独立的数值模拟结果,深入理解街区内最低温度、空气龄以及每个街道换气率(ACH)的主要演变规律及其影响参数。模拟分析结果表明:(1)在夜间时段下城市街区建筑物高度越低,其对不同山坡角度的适应能力越强,其街区空气环境质量能随山坡风引入而得到提升;而较高建筑物的街区仅能适宜建立在角度较大的(更陡峭)山坡附近,而且建筑物的排列栋数越多也越会导致街区后端的内部空气环境变差。(2)日间时段下,选定建筑高度的城市街区中,山坡角度越缓则对城市的热量缓解效果越微弱,而山坡角度最大时却会产生一定的反作用,导致街区内的热量出现堆积的情况,接近27.5°角的山坡对城市街区的整体风环境效果最佳。