浅谈cfd技术在建筑风环境模拟中的应用讲课教案.doc

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1、浅谈cfd技术在建筑风环境模拟中的应用精品文档浅谈CFD技术在建筑风环境模拟中的应用浅谈CFD技术在建筑风环境模拟中的应用　　摘要近年来，建筑的风环境越来越多地引起人们的重视。风是构成环境，尤其是室外环境的重要因素之一，风和城市环境、建筑环境有着密不可分的关系，并对城市规划、建筑设计和结构设计等领域起着很大的影响。然而人们对风环境的掌握十分困难，传统的模拟手段费时、费力，且结果收集存在误差。近些年来，CFD技术越来越多的被各行业的技术人员用来作数字化模拟的手段，其不可替代的优势必将使建筑模拟技术实现新的飞跃。　　关键词：建筑风环境CFD技

2、术　　中图分类号：TU201文献标识码：A文章编号：　　　　　　Abstract　　Inrecentyears,moreandmorepeoplepayattentiontobuildingwindenvironment.Windisoneoftheimportantfactorsconstitutingtheoutdoorenvironment,windandtheurbanenvironment,thebuiltenvironmenthasacloserelationship,andurbanplanning,architectura

3、ldesignandstructuraldesignfieldplaysabigimpact.However,itisverydifficulttomasterthewindenvironment,Thetraditionalanalogmeansconsumingandlaborious.Inrecentyears,moreandmoreofthetechnicalstaffofthevariousindustriesusedCFDtechnologyasameansofdigitizedanalog,itsirreplaceablea

4、dvantageswillmakethebuildingsimulationtechnologytoachieveanewleap.　　Keywords:BuildingwindenvironmentCFDtechnology　　收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档　　0.引言　　人、自然、建筑、城市一直是紧密相关的概念，而风与他们都有关系。近年来，“建筑的风环境”已经和“热环境”、“声环境”、“光环境”一样，越来越多地引起人们的重视。风是构成环境，尤其是室外环境的重要因素之一，风和城市环境、建筑环境有着密不可分的关系，并对城市规

5、划、建筑设计和结构设计等领域起着很大的影响。　　在城市中，风环境的特性非常复杂，它不仅依赖于建筑本身的外形、尺寸和某些建筑物的特征（如开口、通道、架空等），而且依赖于周围建筑物的相对位置、外形及四周地形的粗糙程度。随着建筑物的增高、布局的密集，建筑物对气流的影响越来越难于掌握。例如高层建筑狭道内过高的风速、过急的涡流将对行人造成不舒适，甚至带来危险；不当的建筑布局或体型易使气流在建筑群之间形成“涡流死区”，不利空气的流动及废气、热气的排散。　　因此，在建筑设计阶段就对建筑风环境作出预测和评价，以指导、优化建筑设计已显得十分必要。而目前人们

6、对建筑的风环境大多停留在感性认识阶段。我国地域辽阔，各地区间气候差异显著，对建筑风环境的要求也大不相同，怎样的建筑风环境适应何种气候类型，需要我们做进一步的细致研究。　　1.CFD介绍收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档　　目前，建筑风环境研究的主要手段是边界层风洞试验，当风特性的精度对建筑结构至关重要时，风洞试验已成为必要手段。随着计算机技术的发展，计算流体力学(CFD)已经在越来越多的领域被用于学术研究和工业实践。与风洞试验相比，数值模拟技术具有省时及省费用的明显优势，过去的几十年中，一些研究者对单体建筑的绕流进行了数值模拟。

7、他们的研究成果表明，采用合适的数值方法，一些复杂的流动现象是能够较准确地被预测到的。图1为对同一建筑模型分别做风洞模拟和数字模拟。　　　　　　图1对同一建筑模型分别做风洞和数字模拟　　CFD技术是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。CFD相当于“虚拟”地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。可以认为CFD是现代模拟仿真技术的一种。CFD具有成本低、周期短、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等独特的优点

8、，故备受青睐。　　目前，CFD技术在国际上尤其是在美国等发达国家得到了广泛的应用。常用的风环境模拟的软件都是基于计算流体动力学（CFD）原理，使用FLUENT、PHOENICS等软件系统为平台