居住区风环境分析中的CFD技术应用研究

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几种典型布局住宅小区风环境数值模拟研究

一、本文概述

随着城市化进程的加速，住宅小区作为城市居住空间的重要组成部分，其规划与设计日益受到人们的关注。在住宅小区的规划中，风环境的考虑对于提升居住舒适度和居住环境质量具有重要意义。本文旨在通过数值模拟的方法，对几种典型布局的住宅小区风环境进行深入研究，以期为住宅小区的规划与设计提供科学依据。

本文将简要介绍风环境对住宅小区的重要性，以及数值模拟在风环境研究中的应用。接着，将概述国内外在住宅小区风环境数值模拟方面的研究进展，分析现有研究的不足，并指出本文的研究目的和意义。

在此基础上，本文将选取几种典型的住宅小区布局作为研究对象，包括行列式、围合式、点群式等布局形式。通过建立数值模型，运用计算流体力学（CFD）等方法，对不同布局形式下的住宅小区风环境

进行模拟分析。研究将重点关注风速、风向、风压等关键指标，分析不同布局形式对住宅小区风环境的影响规律。

本文将总结研究成果，提出优化住宅小区风环境的建议和措施，为住宅小区的规划与设计提供有益的参考。通过本文的研究，旨在推动住宅小区风环境研究的深入发展，为创造更加宜居的城市居住环境

做出贡献。

二、研究背景和意义

随着城市化进程的加速，住宅小区作为城市的重要组成部分，其规划与设计对城市居民的生活质量和城市微气候环境产生了深远影响。风环境作为住宅小区微气候环境的关键因素之一，对居民的舒适度、建筑能耗及空气质量等方面都具有重要影响。对住宅小区风环境的研究具有重要的现实意义和理论价值。

近年来，随着计算流体力学（CFD）技术的发展，数值模拟方法在住宅小区风环境研究中的应用越来越广泛。通过数值模拟，可以准确地预测和评估住宅小区的风环境状况，为小区规划和建筑设计提供科学依据。随着绿色建筑和低碳生态城市理念的提出，对住宅小区风环境的研究也提出了更高的要求。

CFD在城市微气象模拟及优化规划中的应用研究

CFD在城市微气象模拟及优化规划中的应

用研究

随着全球城市化进程的加速，城市微气象模拟及优化规划成为现代

城市规划中不可或缺的部分。计算流体力学（CFD）作为一种先进的

数值模拟方法，已经被广泛应用于城市微气象领域，为城市规划师、

建筑设计师和环境工程师提供了强有力的工具和技术支持。本文将探

讨CFD在城市微气象模拟及优化规划中的应用研究。

城市微气象模拟是一项重要的任务，可以帮助我们理解城市内的热

量和气流的分布规律，为城市规划和建筑设计提供科学依据。传统的

实地测量方法受到人力和场地限制，无法全面准确地反映城市内的气

象变化。相比之下，CFD模拟可以模拟城市的各种复杂气象现象，并

提供详细的空间分辨率，使得研究者能够更全面地了解城市内气象变

化的规律。

首先，在城市热岛效应研究中，CFD模拟可以模拟城市内建筑物和

街道的热辐射和传导过程，并对整个城市的热分布进行准确预测。通

过在模拟中引入不同建筑密度、绿地覆盖率和城市布局的场景，研究

者可以评估不同应对措施对城市热岛效应的影响。这一研究可以为城

市规划师提供科学依据，指导城市热岛效应的缓解和城市的绿化发展。

其次，CFD模拟还可以用于城市风环境研究。城市中建筑物和街道

的布局会对风场产生复杂的影响，导致局部气流变化和辐射热量的分

布不均。通过模拟城市内的气流变化，研究者可以识别出对风速和风

向有重要影响的因素，并提出相应的优化措施。例如，合理设计建筑

物的形状和高度，可以改善城市内的通风和空气质量，提高人们的舒

适感。

此外，CFD模拟还可以应用于城市空气质量的评估和改善。城市空

基于计算流体力学的建筑风环境数值模拟研究

基于计算流体力学的建筑风环境数值模拟研

究

随着城市化进程的加快，越来越多的建筑物在城市中涌现。建

筑物的设计需要考虑到很多因素，如功能、美观、安全等。然而，一个被忽视的因素是建筑的风环境。一个好的风环境可以提高建

筑的舒适度，也可以减小建筑的能耗。因此，建筑风环境的研究

变得越来越重要。

建筑风环境的研究可以通过实验室试验和数值模拟的方法。实

验室试验可以得出一些定量的数据和直接的观察结果，但是实验

室试验的成本很高，而且试验环境和实际环境之间存在差异。因此，数值模拟成为了一种低成本、高效率的研究方法。随着计算

机技术的快速发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）成为了建筑风环境数值模拟的主流方法。

计算流体力学是一种计算流体的数值模拟方法，它基于纳维-斯托克斯方程和其它物理规律，将流场离散化成格点，对每个格点

上的流场变量进行求解。计算流体力学在建筑风环境数值模拟中

的应用主要包括三个方面：建筑外围流场模拟、建筑内部流场模

拟和建筑能耗模拟。

建筑外围流场模拟是指对建筑周围流场的模拟。这个模拟中需

要考虑到建筑形状、位置和风的方向和大小等因素。通过计算建

筑周围流场的速度和压力等参数，我们可以了解在风场中建筑所

受的力和压力分布。建筑外围流场模拟对于建筑的结构设计非常

重要，可以为建筑提供优化的设计方案，例如缩短建筑的轮廓线、平衡建筑的表面压力分布。

建筑内部流场模拟是指对建筑内部流场的模拟。这个模拟中需

要考虑到建筑内部的空气流动、换气量和温度等参数。通过计算

空气流速、压力以及温度分布等参数，我们可以了解建筑内流场

建筑风环境CFD模拟案例

某小区区建筑风环境模拟报告

1. 模拟过程及使用软件介绍 (2)

1.1 建筑风环境模拟使用软件介绍 (2)

1.2 建筑风环境模拟过程 (2)

1.2.1 几何模型的建立 (3)

1.2.2 网格的划分 (5)

1.2.3 求解参数设置 (6)

2. 模拟结果 (12)

3. 建筑风环境模拟研究思路及问题 (16)

附录I 从百度地图获取三维几何模型的尝试 (17)

附录2 Fluent入口边界速度UDF命令 (19)

REFERENCE (19)

建筑风环境的研究主要有三种方式：现场实测、数值模拟和风洞试验。

随着计算机软硬件技术水平的发展，计算能力及计算精度不断提高，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics：CFD）的理论和方法得到了不断改进。基于CFD 技术对流场进行模拟具有操作周期短，操作成本低，可反复修改的特性，相比较于现场实测和风洞试验具有更广阔的应用前景。但是由于数值模拟技术对输入的参数十分敏感，必须辅以现场实测或风洞试验的验证。

本次模拟区域直径500m，模拟的工况为10m高度处风速为10m/s，风向为225°，输出结果查看高度10m,20m,40m,78m,100m处的速度云图、速度矢量图和压力云图。

1. 模拟过程及使用软件介绍

1.1 建筑风环境模拟使用软件介绍

（1）前处理软件ANSYS ICEM CFD 15.0

ICEM是ANSYS CFD软件族中前处理软件之一。具有强大的网格划分功能，接口丰富，可接受绝大多数几何模型格式导入，例如AUTO CAD、SolidWorks、PRO/E等。

基于CFD模拟的住宅小区风环境的优化研究

_色性能 Green Performance

基于CFD模拟的住宅小区风环境的优化研究Residential Area Wind Environment Optimization Based on CFD Simulation

姚昊翊i，吴笛2，任昕瑜^张海麟云南师范大学能源与环境科学学院，云南昆明650504; 2.广东工贸职业技术学院，广东广州510000)

摘要：将风速比和风速不均匀系数作为风环境的评价指标，基于CFD模拟软件AirPak，模拟不同容积率和不同建筑密度的住宅小区的风环境。在16个工程案例中，每个案例均匀选取行人常到达的50个点作为测试点，比较不同容积率的住宅小区内部行人高度处（1.5 m高度处）的风速、风速比和风速不均匀系数及其分布并绘制柱状图和散点图。总结居住区规划布局中不同容积率及不同建筑密度居住小区的风环境变化规律，同时对居住小区规划布局过程中常见的风坏境问题提出相应的改进措施。

关键词：风速比；风速不均匀系数；CFD模拟；风环境；住宅小区布局

中图分类号：TU201.5 文献标志码：A文章编号：1674-8MX(2020)03-040-04

当前，我国城市的快速发展及人口的迅速膨胀使得很多

城市新建了大量住宅小区发达地区在土地资源十分宝贵的情况下，大多数只能采取紧凑型（高容积率、高建筑密度）的开发模式。这种模式虽然有利于提高能源的利用率，但可能会恶化住宅小区周围的小气候11]，通风不畅便是恶果之一。住宅小区室外风环境的好坏关乎小区的宜居性，住宅小区布局的优化有利于改善空气质量，促进污染物消散。随着“绿色建筑”概念的推广，住宅小区风环境已成为评价“绿色建筑”等级的一个重要指标，促使国内外学者对风环境进行了大量的研究121。国内研究者总结了 4种理想化的城市住宅小区布局模式，整理风环境模拟数据得出住宅小区容积率与风环境的变化规律|3]。有的研究者通过实际测量及调查居住区的室外风环境，提取出不同容积率、不同建筑密度、不同空间高度的典型布局模式，通过风环境的模拟评估来探讨能

对城市建筑群微气候——住宅小区风环境分布和影响的分析

发布时间：2021-09-11T06:34:29.681Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：杨恩友董齐辉[导读] 摘要：本文将对已做完风环境实验研究的七个实例进行分析研究，该七个实例均是先进行CFD数值模拟，在得到模拟结果的情况下，对各自实例进行验证分析，具有很高的参考价值。

河北建筑工程学院河北张家口 075000摘要：本文将对已做完风环境实验研究的七个实例进行分析研究，该七个实例均是先进行CFD数值模拟，在得到模拟结果的情况下，对各自实例进行验证分析，具有很高的参考价值。同时，也对我后续将要进行的住宅小区风环境研究提出了我的方案和观点。

关键词：微气候；小区风环境；CFD；行人舒适度引言

城市化的步伐在不断的加快，随着建党一百年，第一个百年奋斗目标实现，我国进入了小康社会，相伴随的城市化、城市人口数量都会迅速增长，相对应的除了住宅小区数量的增加，人们对于生活质量的要求会提高，舒适、安全与幸福的生活环境将是未来小区居民的首要考虑条件。而城市建筑群的微气候跟这些条件息息相关，其中包括小区风环境、城市热岛效应和小区室外热环境等，把这些影响居民生活舒适度的微气候处理好，将会提升小区内居民生活的幸福感。特别是小区的风环境，已经引起了研究者们的关注，而对风的研究方式主要有数值模拟、实地测量和风洞试验三种，由于CFD模拟风环境的优秀表现，CFD被越来越多的应用于风环境研究。

1 CFD数值模拟

CFD是指计算流体力学（即Computational Fluid Dynamics），利用数值解算方法求解流体力学的基本控制方程，包括连续性方程、动量方程和能量方程等。CFD软件最早诞生于20世纪70年代的美国，早期需要用户自己编写计算程序，随着计算机技术的快速发展，出现了PHOENICS、CFX、STAR-CD、FIDAP、FLUENT等商用软件。其中，FLUENT软件被使用的较多，有网格前处理程序、采用SIMPLE算法、对流项差分格式等，该软件还可以计算可压缩及不可压缩流动、例子的蒸发、燃烧过程、多组分介质的化学反应过程等问题，功能强大。

建筑风环境CFD模拟案例

某⼩区区建筑风环境模拟报告

⽬录

1. 模拟过程及使⽤软件介绍 (2)

1.1 建筑风环境模拟使⽤软件介绍 (2)

1.2 建筑风环境模拟过程 (2)

1.2.1 ⼏何模型的建⽴ (3)

1.2.2 ⽹格的划分 (5)

1.2.3 求解参数设置 (6)

2. 模拟结果 (12)

3. 建筑风环境模拟研究思路及问题 (16)

附录I 从百度地图获取三维⼏何模型的尝试 (17)

附录2 Fluent⼊⼝边界速度UDF命令 (19)

REFERENCE (19)

建筑风环境的研究主要有三种⽅式：现场实测、数值模拟和风洞试验。

随着计算机软硬件技术⽔平的发展，计算能⼒及计算精度不断提⾼，计算流体⼒学（Computational Fluid Dynamics：CFD）的理论和⽅法得到了不断改进。基于CFD 技术对流场进⾏模拟具有操作周期短，操作成本低，可反复修改的特性，相⽐较于现场实测和风洞试验具有更⼴阔的应⽤前景。但是由于数值模拟技术对输⼊的参数⼗分敏感，必须辅以现场实测或风洞试验的验证。

本次模拟区域直径500m，模拟的⼯况为10m⾼度处风速为10m/s，风向为225°，输出结果查看⾼度10m,20m,40m,78m,100m 处的速度云图、速度⽮量图和压⼒云图。

1. 模拟过程及使⽤软件介绍

1.1 建筑风环境模拟使⽤软件介绍

（1）前处理软件ANSYS ICEM CFD 15.0

ICEM是ANSYS CFD软件族中前处理软件之⼀。具有强⼤的⽹格划分功能，接⼝丰富，可接受绝⼤多数⼏何模型格式导⼊，例如AUTO CAD、SolidWorks、PRO/E等。

基于CFD不同布局下的高层建筑群风环境模拟

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2021, 10(1), 22-29

Published Online February 2021 in Hans. /journal/mos

https:///10.12677/mos.2021.101003

基于CFD不同布局下的高层建筑群风环境模拟

张宇佳，闫铂

吉林建筑大学土木工程学院，吉林长春

收稿日期：2020年12月21日；录用日期：2021年1月24日；发布日期：2021年2月3日

摘要

针对高层建筑群因为不恰当建筑布局导致的恶性气流问题，及对高层居住区居民日常生活造成的困扰。

研究6幢方形高层建筑组成的建筑群周围的风环境特征，利用FLUENT软件模拟不同建筑布局下的气体流动特点。通过对比、分析不同建筑布局下室外人行高度(1.5 m)处的风速云图和风速矢量图，得出建筑布局与风环境优劣之间存在的关系。

关键词

数值模拟，风环境，建筑布局

Wind Environment Simulation of High-Rise Buildings Based on Layouts of CFD

Yujia Zhang, Bo Yan

School of Civil Engineering Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin

Received: Dec. 21st, 2020; accepted: Jan. 24th, 2021; published: Feb. 3rd, 2021

Abstract

Aiming at the malign airflow problem caused by improper building layout of high-rise buildings and the troubles caused to the daily life of residents in high-rise residential areas, wind environ-ment characteristics around 6 square high-rise buildings were studied, and the software FLUENT was used to simulate gas flow characteristics under different building layouts. By comparing and analyzing the wind speed cloud map and wind speed vector map at the outdoor pedestrian height

试析室外风环境CFD模拟

0.引言

CFD具体指的是计算流体力学的一种模拟测算与设计方式，这种方式近似于方程求解的计算方式。随着我国商用软件的不断开发与应用，CFD模拟计算技术在工程界逐渐发挥出越来越大的实际作用。本文主要对室外风环境下CFD模拟的建筑设计要素进行探究，结合CFD模拟设计案例进行分析与研究，为我国今后的室外风环境CFD模拟规划与设计工作提供可行性参考。

1.室外风环境下的CFD模拟建筑设计机理

1.1选取有效的数学参考模型

在我国常见的建筑小区内部，室外风环境的流动特征具有不可压缩性与低速湍流性。常用的数学模型具体分为大涡模拟模型及标准k-ε模型等多种形态。其中大涡模拟模型旨在利用非稳定状态的NS方程式来直接模拟大尺度涡，通过这种方式对区域环境内的CFD模拟情况进行准确测算与记录[1]。大涡模拟模型在使用过程中不会直接计算小尺度涡，对计算机的速度与内存要求较高，往往还需要计算很长时间，在使用过程中需要根据实际情况进行准确选择。标准k-ε模型的使用成本较低，其数值波动较小，但计算结果以及精密度较高，在低速湍流数中的应用效果显著。建筑规划设计人员在实践工作中应根据不同模型的实际特征，准确选择相应的数学参考模型进行计算。

1.2选择正确的计算区域及物理模型

随着我国建筑形式的不断发展与变化，当下社会在建筑风格设计的多样性与功能性上出现了极大的改变，小区建筑在正常规划与设计的过程中更需要切实满足住户的是要求，在规模形态的设计与要求上更需要符合整体区域环境的特征，切实保证小区建筑的整体性与功能性[2]。小区建筑在使用过程中风场作用的范围较大，因此，建筑规划设计人员在实践过程中应对小区建筑的整体区域环境进行准确判断与计算，如果过分增大计算区域，则会相应的增加计算成本，但是如果计算区域不足，则会严重影响规划设计的质量及准确性，因此，如何选择计算区域逐渐成为建筑规划设计人员需要重点关注的问题。同样，建筑规划设计人员在选择小区模型的过程中，一般都应该选用AUTCAD来进行设计，以此提高建筑模型的精准程度，但在某些特殊情况下，为减小计算的节点、加快模型制作的

居住小区风环境影响分析-以烟台中海银海熙岸为例

摘要：：城市土地资源的匮乏导致建筑高度不断攀升，高层住区已经逐渐成为

主要的住区形式。高层住区中由于建筑过于高大，对其周围环境影响明显，形成

了特征明显的局部微环境。其中绿化在居住区扮演着重要的角色，但是设计师在

设计过程中注重绿化的美化作用，忽略绿化对住区环境物理品质提升。由于风对

微环境的影响较大，本文着重使用计算机模拟技术以烟台中海银海熙岸的项目为例，探究绿化对住区风环境的改善效果。

关键词：绿化；微环境；CFD；风环境

随着人民生活水平的提高，居民对住区活动的舒适性提出了更高的要求。现如今住区设

计大部分依靠改变住区布局的方式来优化其微环境，大部分研究针对高层住区的朝向、建筑

间距、建筑形态等的影响提出相关的策略。但是往往这种方式并不能全部解决问题，合理的

绿化设计也可以作为优化微环境的辅助手段。绿化不仅具有美化作用，运用合理的植物种类

和搭配可以有效削弱高层住区中人行高度处的局部强风，提高室外活动的舒适性。

一、绿化对住区微气候的影响

现有高层住区中存在的局部风环境恶化、局部极端气温等问题，严重影响居民室外活动

的舒适性，通过合理的绿化设计可以改善局部微气候。绿色植物不仅可以遮挡阳光降低局部

温度，同时绿色植物通过光合作用，吸收周围的能量，进而达到降温的效果。绿色植物的蒸

腾作用将水分从植物表面以水蒸气的状态发散到空气中，提升了空气的湿度。研究表明，绿

色植物一天可以收集230000千卡的能量，并且可以提升局部地区的相对湿度，最多可增加33%[1]。

（一）防风通风

基于CFD和城市形态参数的风环境评价

山东科学ＳＨＡＮＤＯＮＧＳＣＩＥＮＣＥ

第３４卷第１期２０２１年２月出版

Ｖｏｌ.３４Ｎｏ.１Ｆｅｂ.２０２１ＤＯＩ:１０.３９７６/ｊ.ｉｓｓｎ.１００２￣４０２６.２０２１.０１.０１１ʌ环境与生态ɔ

收稿日期:２０２０￣０８￣１３

基金项目:国家自然科学基金(４１３０６０５１)ꎻ福建省自然科学基金(２０１５Ｊ０１６２５)

作者简介:郭其锦(１９９４ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为城市风热环境㊁遥感数据与大数据的分析应用ꎮ∗通信作者ꎬ黄清祥(１９８８ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ研究方向为城市规划与城市气候ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｈｑｘｉ２００８ｎ＠１６３.ｃｏｍ

基于ＣＦＤ和城市形态参数的风环境评价

郭其锦１ꎬ常方强２ꎬ黄清祥３∗

(１.东北石油大学土木建筑工程学院ꎬ黑龙江大庆１６３３１８ꎻ２.华侨大学土木工程学院ꎬ福建厦门３６１０００ꎻ３.中国京冶工程技术有限公司厦门分公司ꎬ福建厦门３６１０００)

摘要:风环境对城市居民舒适度影响较大ꎬ是城市气候研究的重点ꎮ以大庆市东城区为对象ꎬ研究基于计算流体力学(ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓꎬＣＦＤ)和城市形态参数的风环境评价方法ꎮ首先使用ＣＦＤ软件对城市中心片区进行风环境模拟ꎬ得到风速云图ꎻ再将风速云图分割为多个网格ꎬ利用ＳＰＳＳ计算得到网格风速比与城市形态参数的回归拟合方程ꎻ最后通过回归拟合方程ꎬ计算东城区全域的风速比ꎬ评价风环境ꎮ结果表明ꎬ天空开阔度和迎风面积密度是影响风速比的最主要城市形态参数ꎬ综合多种城市形态参数能更好地解释风速比的变化ꎻ结合风速比计算方程和风环境评价标准能够发现城市中风环境不良的区域并提出优化建议ꎮ

CFD技术在房地产项目规划设计中风环境的模拟分析应用

作者：刘迎春

来源：《江苏商报·建筑界》2013年第05期

摘要：CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。CFD是伴随着计算机科学、数值计算技术的发展而成长起来的一门新兴科学。在建筑行业，CFD 模拟技术正被越来越广泛工程师使用于室内外风热环境的模拟。本文分别对风环境模拟和CFD技术进行了简要介绍，并对项目实际分析案例天鸿美和院进行了相应介绍，对天鸿美和院项目的风环境进行模拟分析，模拟计算采用的软件为ANSYS® FLUENT 软件，预测出相应的结果，然后，对项目的规划设计布局进行论证和提出相关建议，并通过此次的CFD技术的应用研究，能为后续其他项目的风环境模拟分析积累经验。

关键词：CFD、天鸿·美和院、规划设计、风环境、模拟分析

中图分类号：TB126 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数

1. 风环境模拟简介

现代社会，人们对建筑的依赖程度非常高，对建筑内外环境的要求也越来越高。新的建筑环境标准受到关注，表现在相关的各个方面如室内的气流组织控制，污染物消除与分布预测，舒适性分析，灾害分析等和室外小区风热环境等方面。传统采用粗略大空间平均计算的结果，难以适应现代建筑物理精细化分析的数据需求。因此，在建筑行业，计算流体力学正被越来越广泛使用于室内外风热环境的模拟，CFD 技术在这些方面的细致研究中具有不可替代的优势。随着计算机软硬件的发展和成本降低，使CFD 的应用也日益普及。同时，随着对建筑内外流场研究的深入，对上述问题进行描述的专业模型越来越完善，模拟结果越来越接近真实，很高的可信度，对设计有着较强的指导作用。

CFD技术在房地产项目规划设计中风环境的模拟分析应用

摘要：cfd是英文computational fluid dynamics（计算流体动力学）的简称。cfd是伴随着计算机科学、数值计算技术的发展而成长起来的一门新兴科学。在建筑行业，cfd 模拟技术正被越来越广泛工程师使用于室内外风热环境的模拟。本文分别对风环境模拟和cfd技术进行了简要介绍，并对项目实际分析案例天鸿美和院进行了相应介绍，对天鸿美和院项目的风环境进行模拟分析，模拟计算采用的软件为ansys? fluent 软件，预测出相应的结果，然后，对项目的规划设计布局进行论证和提出相关建议，并通过此次的cfd技术的应用研究，能为后续其他项目的风环境模拟分析积累经验。

关键词：cfd、天鸿·美和院、规划设计、风环境、模拟分析

中图分类号：tb126 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）05-（页码）-页数

1. 风环境模拟简介

随着计算机软硬件的发展和成本降低，使cfd 的应用也日益普及。同时，随着对建筑内外流场研究的深入，对上述问题进行描述的专业模型越来越完善，模拟结果越来越接近真实，很高的可信度，对设计有着较强的指导作用。

某住宅小区自然通风的数值模拟研究

摘要：自然通风对城市住宅小区热环境舒适度有着重要的影响，一个设计完善的建筑布局应该能够充分利用自然通风，改善区域的热环境状况；本文根据唐山某小区住宅用地的地理和气候特点，利用CFD数值模拟软件，分析规划小区的室外自然通风状况，根据模拟结果提出优化建议，为合理的规划设计提供科学的理论依据。

关键词：自然通风；数值模拟；规划优化

引言

随着国家绿色建筑发展战略的提出，发展生态建筑、节约建筑能耗成为城市建筑设计与发展的重要要素，自然通风的应用不仅能节约不可再生能源，实现有效被动式制冷，改善室内热环境；而且能提供新鲜、清洁的自然空气，改善室内空气品质，有利于人的身体健康。

自然通风的效果主要取决于三个气候因素，包括风速、风向及温度差，合理的规划布局、建筑空间安排可以达到良好的风环境和热环境。在小区规划设计中，利用CFD数值模拟技术可以在规划前期进行小区室外微气候的数值分析，保证建筑布局的合理。

1、数值模拟室外条件

本项目位于河北省唐山市，本文主要分析夏季主导风向下小区的室外风环境状况，根据唐山的风玫瑰图可知，夏季主导风向为东风，10m高度处的室外平均风速为2.3m/s ，风速高度方向按城市梯度风处理，见图2-1。通过模拟计算得到不同切面上的风速矢量断面图。

图1-1 城市梯度风示意图

城市梯度风满足下式，

U/UR=(Z/ZR)0.28

其中，ZR 为参考高度，这里取10m；UR 为10m高处的风速。

2、数值模拟计算模型

本住宅小区主要户型为高层板楼，最高楼高为90m，根据建筑平面图进行计算机建模，模拟计算模型如下图2-1-2-2所示，Z向为正北向，建筑布局如图中所示，其中绿色区域为一层架空的建筑区。

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技术

Abstract

In recent years, more and more people pay attention to building wind environment. Wind is one of the important factors constituting the outdoor environment, wind and the urban environment, the built environment has a close relationship, and urban planning, architectural design and structural design field plays a big impact. However, it is very difficult to master the wind environment, The traditional analog means consuming and laborious. In recent years, more and more of the technical staff of the various industries used CFD technology as a means of digitized analog, its irreplaceable advantages will make the building simulation technology to achieve a new leap.

CFD在建筑室外风环境的发展及应用唐天巍

发表时间：2019-06-26T09:41:14.663Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：唐天巍[导读] 摘要：本文首先对CFD的研究现状作了基本概述，描述了其不断改进的过程，并通过对比分析不同研究机构及地区的标准条文中关于 CFD 在建筑室外风环境中的应用要求，总结出我国现有标准中关于建筑室外风环境 CFD 模拟要求的技术要点。

（广州大学广东广州 510006）

摘要：本文首先对CFD的研究现状作了基本概述，描述了其不断改进的过程，并通过对比分析不同研究机构及地区的标准条文中关于CFD 在建筑室外风环境中的应用要求，总结出我国现有标准中关于建筑室外风环境 CFD 模拟要求的技术要点。然后分析了建筑风环境的研究方法及其实用性和难易度，对比分析了各个CFD软件的应用特点，得出了性价比较高、适合实际工程实践的软件。

关键词：CFD，室外风环境，工程

一、引言

在计算风工程领域，CFD 革命性的改变了传统流体力学研究方法和设计步骤，尤其是在建筑室外风热环境设计中的应用，已成为一个重要课题。1963 年，Smagorinsky首次成功应用大涡模拟 LES 对计算天气预测展开研究，同年，盖茨会议被学术界公认为计算风工程学的开端。2013 年 7 月，第六届欧非风工程大会在英国剑桥举行，协会上宣布开启CWE首次学术会议50周年纪念活动[1]。1992 年，在日本东京举办了一次意义重大的 CWE 专题研讨会，会上首次提出将风工程研究与传统空气动力学结合起来，利用 CFD 技术解决空气动力学问题[2]。近年来，越来越多的人关注于 CFD 在建筑室外风速、风压研究并逐渐形成完整的技术研究体系。

居住区风环境分析中的CFD技术应用研究

几种典型布局住宅小区风环境数值模拟研究

CFD在城市微气象模拟及优化规划中的应用研究

基于计算流体力学的建筑风环境数值模拟研究

建筑风环境CFD模拟案例

基于CFD模拟的住宅小区风环境的优化研究

对城市建筑群微气候——住宅小区风环境分布和影响的分析

建筑风环境CFD模拟案例

基于CFD不同布局下的高层建筑群风环境模拟

试析室外风环境CFD模拟

居住小区风环境影响分析-以烟台中海银海熙岸为例

基于CFD和城市形态参数的风环境评价

CFD技术在房地产项目规划设计中风环境的模拟分析应用

CFD技术在房地产项目规划设计中风环境的模拟分析应用

某住宅小区自然通风的数值模拟研究

浅谈CFD技术在建筑风环境模拟中的应用

CFD在建筑室外风环境的发展及应用 唐天巍

CFD在建筑室外风环境的发展及应用唐天巍