本项目通过风洞实验与数值模拟相结合的研究方法，解决城市大气环境问题研究中的下垫面热力—阻力源参数化与时变来流风场的数值模拟问题。

研究成果主要包括：（1）利用变频直通式风洞实现了阵风时变来流的边界条件，采用恒温热线风速仪系统Streamline CTA测量时变来流驱动的下游风场。

通过流向速度的湍流结构，即非常大尺度的运动和阵风尺度的运动。

GSMs的流向尺度和湍动能都远大于VLSMs；GSMs在稳定来流下不存在，只有来流呈现时变特征时，下游边界层才能检测到GSMs。

（2）基于OpenFOAM平台构建了适用于求解时变来流边界条件下非稳态流场的数值计算方法，即Time Varying-SIMPLE Approach。

将Time Varying-SIMPLE Approach应用于时变来流边界条件的数值模拟研究表明，水平时变来流会破坏下游街谷建筑屋顶附近流场的强剪切层，并引起街谷内主涡涡心的上下浮动和主涡尺度的压缩或膨胀；时变来流驱动下街谷内污染物的移除效率明显高于稳定来流。

时变来流边界条件和非均匀建筑布局都会在一定程度上增强街谷内的气流宏观湍流强度，并改善街谷内污染物的移除效率，但是二者的综合作用并不是二者单独作用的简单线性叠加。

（3）基于城市大气运动驱动下城市冠层内大气运动的多尺度特征，城市下垫面热力—阻力源的参数化模型是解决城市冠层内多尺度大气运动高精密度模拟的一种有效途径。

在Belcher阻力源模型的基础上，通过数值分析回流面积以及有效粗糙密度，构建了建筑（群）的阻力源模型，特别考虑了平均阻力系数在建筑（群）垂直方向上的变化。

对于单体建筑物、不同布局和建筑间距的等高建筑群、不登高建筑群的数值模拟结果表明，本项目研究提出的阻力源模型参数化方案的数值模拟比Belcher阻力源模型的数值模拟更接近实体壁面模型的数值模拟结果，为城市规划提供了风环境分析工具。