建筑室外风环境CFD模拟教程-城市建筑通风流体模拟仿真fluent、phoeincs

《建筑室外风环境CFD模拟》

主讲人：第七代师兄

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01建筑风环境研究方法

建筑室外风环境评价建立CFD 建筑模型建筑风环境-网格划分

02

03

04

05

06速度云图-矢量图

压力云图-建筑表面压力分布

编写建筑风环境模拟报告

课程小结及安排

07

08

09

10

参数设置及迭代计算

（前3节，可免费试看）

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巷道风

建筑群风环境

风对建筑的影响效应

冲刷

边角增强

巷道风

建筑遮挡效应

建筑自身

1.建筑室外风环境概述

1.建筑室外风环境概述

建筑室内通风-节能

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城市中高大建筑的数量与日俱增，这些建筑将很大程度上，改变城市风环境分布。高大密集的建筑群降低了城市的通风、净化能力，加剧了在低风速条件下城市的空气污染和热岛效应。

建筑风环境问题

此外，在风速较大时，高大建筑周围会产生局部强风，影响行人室外活动的舒适与安全，甚至引发行人一系列的风环境问题，造成经济损失。

计算机数值模拟（Computational Fluid Dynamics: CFD ）是在计算机上对建筑物周围风流动所遵循的动力学方程进行数值求解，可以准确地模拟计算建筑内外的三维速度场、温度场，压力分布等可以，分析和评价建筑群的室外风环境现状，为建筑设计规划提供参考依据。

建筑风环境问题

风环境模拟的意义

风环境模拟的意义

良好的建筑室外风环境，一方面可以保障建筑室内良好的自然通风，满足人员舒适度要去，另外一方面可以减少系统设备运行使用频率，实现建筑节能的目的。

1.建筑室外风环境概述

1.建筑室外风环境概述

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风洞试验网格法

CFD数值计算2.研究方法

本课程采用CFD（计算流体力学）方法对风场进行求解。

模拟中采用标准k-ε模型求解项目周边的风环境状况，涉及到的控制方程主要包括：连续性方程、动量方程、能量方程，可以写成如下通用形式：该式中的φ可以是速度、湍流动能、湍流耗散率以及温度等。针对不同的方程

，其具体表现形式如下表所示。

2.控制方程

建筑来流方向风速为非均匀分布，不同高度平面上的来流风速大小沿建筑高度方向按梯度递增。模拟分析时按大气边界层理论设置来流风速，不同地形的风速梯度不同

，如图所示。

不同高度的风速不同，高度与风速的计算公式如下：

式中：

V h —高度为h 处的风速，m/s ；

V 0—基准高度h 0处的风速，m/s ，一般取10m 处的风速；

n—指数，根据《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001，地面粗糙度可分为A 、B 、C 、D 四类：——A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，指数为 0.12；

——B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区，指数为 0.16；——C 类指有密集建筑群的城市市区，指数为 0.22；

——D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区，指数为0.30

；

2.气候状况

1）根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012附录，得出某市常年风向数据如表；

2）通过当年的气象数据手册，气象台购买资料

3）天正南通、鸿业负荷计算模块，有全国各地气象数据库

4）查相关文献资料

夏季、过渡季 3.0SE

冬季 3.0N