资源描述：
《基于cfd的住宅小区风环境研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第1卷第1期Vo.l1No.12009年9月Sep.2009基于CFD的住宅小区风环境研究11,211王旭孙炳楠陈勇楼文娟(1.浙江大学结构工程研究所,杭州310058;2.浙江大学宁波理工学院,宁波315100)摘要住宅小区的平面布局对于小区内人行高度处的室外风环境有着重要的影响。通过对一个由12幢建筑物组成的建筑群,采用基于Reynolds时均化方程(RANS)和Renormalizationgroup(RNG)k-湍流模型的数值模拟方法,得到小区的流场分布,以分析建筑
2、群周围的风环境舒适性问题。改变相邻建筑物的左右距离和前后距离,比较不同布局下的风环境,获得了上述两个因素对于小区风环境的影响规律。关键词风环境;舒适性;数值模拟中图分类号TU023文献标识码A文章编号1674-7461(2009)01-0035-05由于建筑环境内强近地风导致的不舒适性问筑群(图1),建筑物尺寸均为40m10m25m(L题甚至对行人造成安全威胁的事故屡有发生。根BH)。根据改变相邻建筑物y向(左右方向)距[1]据相关报道,1982年美国纽约曼哈顿岛世
3、贸中心离W1和x向(前后方向)距离W2,进行如表1所示附近一栋高层建筑前广场上,一位女士在行走时被强风刮倒而受伤,一怒之下向纽约最高法院控告建筑设计和施工上的缺点而索赔650万元。该案例表明现代建筑设计规划的人性化设计趋势,使得建筑风环境越来越成为建筑师在设计规划时需着重考虑的一个问题。而对于住宅小区,其风环境品质直接关系到人们在小区活动的舒适性问题。住宅小区的建筑平面布局对风在建筑群中的流动会产生(a)平面影响,而不合理的布局会导致小区风环境恶化,从而影响舒适性。然而通过大量的风洞试验或CFD试算来调
4、整规划显然是不经济的,因此给出适当的规划指导原则将大大简化设计师的工作。针对来流风向与小区主干道一致的情况,本文进行不同平面布局的建筑群风环境数值计算,以研究平面布局对于建筑群风环境优劣的影响。通过这些研究,本文将尝试给出一些小区建筑布局指导原则以获得相对较佳的风环境。1模型描述(b)剖面图1建筑群的布局由34个矩形平面的建筑物构成一个小区建基金项目国家科技支撑计划资助项目(2006BAJ01B07-04)作者简介王旭(1985-),男,浙江杭州人,在读硕士生。johnjohnwx@y
5、ahoo.com.cn36技术研究的30组工况的数值模拟。选择的来流方向为180义为过道出口,下标L、R用于左右过道的区分,但风向角,与小区前后方向一致,平行小区主干道(过在布局及流场对称的情况下不做区分。过道I的起道)。将过道IL、IR定义为过道入口,过道OL、OR定点定义为x轴的原点,区域C定义为拐角区域。表1各种工况下的建筑物之间的间距B=1.0L0.250.3750.500.6250.68750.750.81250.8750.93751.0B=1.5L0.250.3750.500.
6、6250.68750.750.81250.8750.93751.0B=2.0L0.250.3750.500.6250.68750.750.81250.8750.93751.0注:工况编号按顺序依次从1到30。为了考虑建筑物本身尺度对x向距离W1和y自定义函数(UDF)编程模拟大气边界层的分布规律。向距离W2的影响以及研究的系统化,这里将W1和采用沿高度分布的指数律分布,形式如下:W2无量纲化处理,表1是30组工况无量纲化的结U=U0(Z/Z0),其中U0为在参考点高度处的风速,果。其中L为
7、纵向稀疏系数,B横向稀疏系数,可一般参考点高度取为10m。为粗糙度指数,这里选表示为L=W1/L,B=W2/L(1)取0.22。出流面采用了自由出流边界(outflow),建筑物表面和地面采用无滑移的壁面条件(wall)。2数值计算在实际的流动过程中,往往会偏离标准壁面函数中引入的平衡假设(近壁面的控制单元中湍动能2.1计算方法的产生和耗散是相等的)这种理想情况而带来误数值模拟采用FLUENT软件进行。采用基于差。因此使用了非平衡壁面函数法(NonequilibriReynolds时均化
8、方程(RANS)和RenormalizationumWallFunctions)处理近壁面的湍流状态。group(RNG)k-湍流模型的数值模拟方法。之所以引入RNGk-湍流模型,是因为其与标准k-3计算结果分析[2]模型相比具有下列优点:(1)通过修正湍动粘度,考虑了平均流动中的根据国内外现有对于风环境的研究表明,住宅旋转及旋流流动情况;小区内风环境较为恶劣,容易引起局部风速过大或(2)RNGk-模型中在方程中增加了一项,者风
