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《建筑物周围风绕流水平运动的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、建筑物周围风绕流水平运动的数值模拟任东锋田苗肖晓妮邓顺熙(长安大学环境科学与工程学院西安710064)摘要:在二维直角坐标系下,采用湍流流动的k—ε双方程模型和通用的SIMPLE算法,应用VisualBa2sic610计算机语言,模拟了建筑物周围风绕流水平方向上的运动。数值模拟表明了风遇到建筑物时的绕流情况,研究成果可为城市规划和住宅小区建筑物的优化设计以及分析建筑物周围空气污染物的扩散和累积提供参考和应用基础。关键词:数值模拟湍流流动数学模型建筑物NUMERICALSIMULATIONOFTHEWINDH
2、ORIZONTALFLOWROUNDBUILDINGSRenDongfengTianMiaoXiaoXiaoniDengShunxi(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,Chang′anUniversityXi′an710064)Abstract:Undertwo-dimensionrightanglereferenceframe,usingk-εturbulentmodelandSIMPLEmethod,applyingVisualBasic610prog
3、ram,windhorizontalflowroundbuildingsissimulated1Numericalresultsshowinfluenceofbuildingstowindflow1Theresultsalsoprovidetheusefulguidelineandreferencestoacertainextentforcityplanninganddesigningaswellasthediffusionandcumulationofairpollutantsaroundbuilding
4、s1Keywords:numericalsimulationturbulentflowmathematicalmodelbuildings0引言些问题将直接影响城市环境的小气候和环境给予人城市街区或建筑小区周围的风与城市建筑、建们的舒适感。一旦遇到大风,这些问题往往会变为筑环境有着密不可分的关系,并对城市规划、建筑设灾害,影响到建筑物本身的某些使用功能和建筑物计等领域有很大影响。随着科技的进步和建筑业的周围的行人、行车安全等方面的问题。同时,建筑物发展,高层建筑的数量日益增多,大城市的建筑密度周围的风流动也
5、代表建筑物周围空气污染物的扩散也越来越大,由此产生的建筑物周围风绕流运动的和累积的轨迹。因此,研究风在建筑物周围的绕流问题(再生风环境或二次风环境)令人无法忽视。对于建筑物的规划和设计以及污染物的扩散就显得风对建筑物以及建筑物周围环境的影响具体表很有必要。采用VisualBasic610计算机语言编写计现为以下几点:1)在高层建筑物比较密集的地方,建算机程序对这一问题进行了一些数值分析。筑物改变了原来的风场,在相同条件下,建筑物周围的局部风速增大;2)风力载荷是一种随机载荷,受建1风流动的数学模型筑物高度、
6、风向、风的强度以及持续时间的影响很111控制方程组大,高层建筑物周围的局部负压过大,使得建筑物顶在不同的湍流理论中,确定湍流粘度的方法不部掀起或装饰玻璃破碎、脱落,这些现象往往造成财[3]同,因k-ε模型在数值计算中波动小,精度较产的损失和威胁人们的安全;3)建筑物的外轮廓一高,故在低速湍流数值分析中应用广泛。稳态湍流般都是非流线形的,因而流场不可避免地伴随有分运动除连续性方程外,还有动量方程、湍流脉动动能离流动、涡的脱落和振荡,更严重时还会引起结构和(k)方程、湍流动能耗散(ε)方程等,这些方程表示[1]
7、流体的耦合振荡,从而危及建筑物的安全。建筑[4]为:物周围风的绕流运动与近地面风状况、建筑高度、建[2]连续性方程:筑物之间的相对位置等多种因素有关。若在城市规划和设计以及建筑物环境评价中忽略了建筑物第一作者:任东锋男1981年出生硕士研究生周围风的绕流产生的问题,在一般的气候条件下,这收稿日期:2006-02-10IndustrialConstructionVol.36,Supplement,2006工业建筑2006年第36卷增刊1311155ρu5(ρv)度理论ε=0109k/01005y进行计算。+=
8、0(1)5x5y11212侧面及出口边界条件式中,u、v分别为速度在x、y轴方向的分量,ρ为空侧面与出口无实际的物理边界,需作边界假设。气的密度。因计算控制区域取的比较大,侧面及出口离建筑物动量守恒方程:壁面较远,流动已经充分发展,所以可以把侧面与出22ρ(5(uu)+5(vu))=5p+μ(5u+5u)口处理成自由滑移边界条件,可表示为:5x5y5xeff225x5yv=0,5
