建筑小区内气流流场的数值模拟分析
室内自然通风模拟分析报告
室内自然通风模拟分析报告(总31页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--XX办公组团项目——室内自然通风模拟分析报告提供：XX建筑设计研究院有限公司22声明：1、本报告无咨询单位签字盖章无效；2、本报告涂改、复印均无效；3、本报告仅对本项目有效。
项目名称：XX办公组团项目委托单位：XX建筑设计研究院有限公司报告编写人：校对人：审核人：报告日期：2014年10月20日3目录目录......................................................................................... 错误!未定义书签。
1模拟概述.......................................................................... 错误!未定义书签。
项目概况 ................................................................................. 错误!未定义书签。
气候概况 ................................................................................. 错误!未定义书签。
通风原理 ................................................................................. 错误!未定义书签。
参考依据 ................................................................................. 错误!未定义书签。
评价标准 ................................................................................. 错误!未定义书签。
流场仿真中的数值模拟算法研究
流场仿真中的数值模拟算法研究近年来，随着计算机技术的发展和数值计算方法的不断完善，流场仿真已经成为了现代工程设计和科学研究中不可或缺的一项技术手段。
流场仿真的目的是通过计算机模拟流动物质在物体表面周围运动的过程，以获得关于流场内各种物理量的信息，从而进一步分析、优化和预测流场中各种现象。
而在流场仿真中，数值模拟算法则是非常重要的一部分内容。
一、数值模拟算法的概述数值模拟算法可以分为基于有限体积法、有限元法、有限差分法等多种不同的方法。
其中，有限体积法是目前流场仿真中广泛使用的一种数值模拟算法。
其主要思想是将介质连续性方程变换为积分形式，然后通过时间离散和空间离散，将流场模拟问题转换成为一组离散的代数方程，并通过求解这一组方程来获得流场解。
作为一种流体力学数值模拟算法，基于有限体积法的数值求解方法，除了具有模拟效果通常较为准确的特点以外，在其他方面也表现出了广泛的优势。
例如，该算法与其他方法相比，无需将流域划分为规则的网格结构；同时，也能够适用于较为复杂的流场域。
此外，基于有限体积法的数值求解方法还具有求解过程中数值稳定性高、对于流场非均匀性的适应能力强等优势特点。
二、数值模拟算法的发展历程基于有限体积法的数值模拟算法可以追溯到20世纪50年代，当时该算法仅被用于具有对称性结构问题的研究中，而在当今，该算法已经被广泛用于航天、飞行器、环境工程、气象学、海洋工程、交通运输工程和建筑物的估算等领域，成为一种成熟并具有广泛应用的数值模拟算法。
发展过程中，有限体积法的算法模型不断创新优化，主要受到数值计算机技术的发展推动。
例如，对于具有复杂流场结构的模拟问题，人们采用了多重网格方法，并对其进行了改进，减小了求解过程中的误差及解题所需要的时间。
此外，还有人在本应该采用常规的计算流体力学数值模拟算法方法中，加上收敛因子，进一步提高了模拟精度。
三、数值模拟算法的研究现状和未来发展方向在目前的研究中，基于有限体积法的数值模拟算法还有需进一步优化。
室内气流组织数值模拟与舒适度分析
室内气流组织数值模拟与舒适度分析摘要：分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的室内空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟，并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明，分层空调和置换通风是室内中较好的气流组织方式。
关键词：室内；气流组织；速度场；温度场；数值模拟；热舒适引言传统空调系统的气流组织是以送风射流为基础的，通过反复迭代检查温度和速度。
最后，找到合理的回风方案和参数。
空调房间内的供气射流大多是多个非等温湍流射流，一般设计方法是基于单股等温紊流射流的规律，射流约束修正系数、射流重合度和非等温射流的修正系数。
介绍。
这种方法忽略了很多其他因素，如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等，因此必然有一定的误差，在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于空间空调系统的气流组织设计，是不合适的。
空间空调系统的气流设计没有成熟的理论和实验结论。
主要研究方法是将气流的数值分析与模型相结合。
由于气流的数值分析涉及到各种可能的内部扰动、边界条件和初始条件，所以可以完全反映房间内的气流分布，从而确定气流的最佳方案。
1室内空气流动的有限元数值模拟机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动，直接模拟尚不现实。
在解决实际问题时，需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。
笔者作了以下假设：1）室内空气为低速不可压缩气体，且符合 Boussinesq 假设；2）室内空气流动为准稳态湍流流动；3）忽略能量方程中粘性效应引起的能量耗散。
2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟2.1研宄对象本文的研宄对象为有内热源、尺寸为12 mX &4 mX5.0 m（长X宽X高）的长方体建筑模型（如图1所示），风口设在外墙侧。
人员和设备由于不断放出热量，对室内气流分布特性有重要影响，将其视作内热源处理。
内热源模型为0.4 mX1.2 mX 1.3 m（长X宽X高）的长方体。
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的情况和建筑内部区域的舒适度。
建筑内部流场模拟和建筑外围流场模拟相比更为复杂。
因为建筑内部流场的计算需要考虑到建筑内的门窗位置、空调设备、人员和物品等因素。
尤其是对于高层建筑，建筑内部流场模拟更为关键，因高层建筑内的温度、湿度与空气品质等因素影响舒适度和安全性。
建筑能耗模拟是指对建筑内部能耗的模拟。
基于FLUENT的建筑物风沙两相流场数值模拟
基于FLUENT的建筑物风沙两相流场数值模拟基于FLUENT的建筑物风沙两相流场数值模拟随着城市化进程的加快，城市建筑物带来的风沙问题逐渐凸显。
为了优化城市建筑物的设计和提高城市环境的质量，建筑物风沙两相流场数值模拟成为一个重要的研究领域。
本文基于FLUENT软件，通过数值模拟的方式，对建筑物风沙问题进行了研究。
建筑物风沙问题是指由于风的作用，建筑物周围的大量沙尘颗粒被悬浮在空气中，形成风沙现象。
这不仅会对建筑物的外观和耐久性造成影响，还会对周围环境和人体健康造成威胁。
因此，研究建筑物风沙问题具有重要的理论和实践意义。
FLUENT是一种基于计算流体力学原理的数值模拟软件，可以用于模拟不同领域的流体力学问题。
在建筑物风沙模拟中，FLUENT可以模拟风场和颗粒物运动两个方面的物理过程。
通过建立风沙两相流方程组，FLUENT可以计算风场的分布，并预测建筑物周围的沙尘颗粒运动轨迹和浓度分布。
具体来说，模拟建筑物风沙问题的过程包括以下几个步骤。
首先，需要对建筑物和周围环境进行几何建模。
可以使用CAD软件绘制建筑物的三维模型，并将其导入到FLUENT中。
同时，还需设置起始风速、沙尘颗粒的初始分布和体积浓度等参数。
接下来，需要建立风沙两相流场方程组。
风场方程可以通过雷诺平均-纳维尔-斯托克斯（RANS）方程或大涡模拟（LES）方程进行模拟。
沙尘颗粒的运动可以通过离散相模型进行描述，考虑颗粒之间的相互作用、颗粒与流体之间的相互作用以及颗粒间和颗粒与建筑物之间的碰撞等。
然后，进行数值求解。
借助FLUENT提供的求解器和网格生成工具，可以对建筑物风沙两相流场进行数值计算。
通过迭代求解风场方程和颗粒运动方程，可以得到建筑物周围风场和沙尘颗粒的分布情况。
最后，对模拟结果进行分析和评估。
可以通过对风速、压力、沙尘颗粒浓度等参数进行统计和可视化分析，以评估建筑物周围的风沙状况。
同时，还可以通过与实验数据进行对比，验证数值模拟的准确性和可靠性。
风场模拟在高层建筑群环境影响评价中的应用研究
风场模拟在高层建筑群环境影响评价中的应用研究摘要：高层建筑群对大气运动有较大的阻挡作用，由此引起局地风场的变化，而风速和风压的不同会在建筑物周边形成涡漩区，对人和环境带来影响。
本文采用CFD软件对高层建筑群风场进行模拟，得出其风场分布特征，结合实际情况分析高楼风场对建筑周围人群的影响，优化建筑物排污口布局，减少环境污染。
随着社会和城市的发展，高层建筑日益增多，风环境影响评价应作为该类项目环境影响评价的重要内容。
关键词：高层建筑风场模拟环境评价1、引言随着城市人口的集中和建筑技术的发展，越来越多的具有不规则形状的高层建筑物被建造，这些建筑物对周围环境风场的影响较大，风力载荷正成为高层建筑群设计中必须考虑的重要因素。
风对建筑物以及建筑物周围环境的影响具体表现为以下几点：在高层建筑物比较密集的地方，建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；风力载荷是一种随机载荷，受建筑物高度、风向、风的强度以及持续时间的影响很大，高层建筑物周围的局部负压过大，使得建筑物掀起或装饰玻璃破碎、脱落；建筑物的外轮廓开关一般都是非流线形的，因而流场不可避免地伴随有分享流动、涡的脱落和振荡，这些现象会在高层建筑物的居室内产生严重的噪音，更严重时还会引起结构和流体的耦合振荡，从而危及建筑物的安全。
随着计算机技术的发展，借助计算机高层建筑物进行模拟计算已成为一种有效的方法。
采用模型实验或者数值模拟的方法对小区内的空气流动进行预测。
流体流动的数值模拟即在计算机上离散求解空气流动遵循的流体动力学方程组，并将结果用计算机图形学技术形象直观地表示出来，这样的数值模拟技术就是所谓的计算流体动力学（CFD：Computational Fluid Dynamics）技术。
本文利用多功能CFD软件对高层建筑群风场进行数值分析，以人的感受为评价标准，以广州西塔高层建筑群项目实施后高空及地面风环境进行评价研究。
自1974年以来，人们进行大量的CFD技术应用于建筑环境的模拟研究工作。
风沙绕流建筑物流场的数值模拟研究
２１ ０ ２年 ４月
建 筑 热 能 通 风 空 调
Ｂ ｉ ｉ ｇＥ ｅ ｇ ｕ ｌ ｎ ｎ ｒｙ＆ Ｅｎ ｉ ｎ ｎ ｄ ｖｒ ｍｅ ｔ ｏ
Ｖｏ１ ． ． Ｎｏ２ ３１
Ａ ｒ２ ２６ － ８ ｐ ． ０１ ．６ ６
文 章 编 号 ：０３０４ （０ ２ ０ —６ — １０ —３ ４ ２ １ ）２０ ６４
ｉ ｌ ｆｗ ｎ ｔ ｓ ｎ ｓ ｒ ｕ ｄ ｓａ ｄ ｒ ｇ ｕｉ ｎ ｓ ｎ ｍｅ ｉａｌ ｓｍｕ ａｅ ｔ ｏ Ｃｏ ｕ ａｉｎａ ｕ ｄ ｆｅｄ ｏ ｉｄ ｗｉ ａ ｄ ａｏ ｎ ｔｎ ａ ｄ ｈｉｈ ｂ ｌ ｉｇ ｗａ ｕ ｒｃ ｌ ｉ ｌｔ ｄ ｗ ｉ ｓ ｆ ｍ ｐ ｔｔｏ ｌＦｌｉ ｈ ｄ ｙ ｈ ｔ
ｌｅ ｒ ａ ｅ ｎｅ ａｉ ｒ ｓｕ ｅ ｎ ｅ ｗｉ ｎ ｒ ｉ ｆｓ ｎ ｏ ￣ｏ ｎ ｈ ｕ ｌ ｉｇ ｏ ｃ ｒｅ ｅ ｓ ｐ ｒ ｉｎ， ｅ ｗａ ｄ ｈ ｖ ｇ ｔ ｖｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ，ａ ｄ ｔ ｎｄ ａ ｄ ｇａｎ ｏ ａ ｄ ｆ ｗ ｈ ｌ ｕ ｄ ｔ ｅ ｂ ｉｄｎ ｃ ｕ ｒ ｄ ｔ ｅ ａ ａ ｏ ｈ ｔ ｓ ｅ ｄ ｎ ， ｏ ｔ ｘ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｎｄ Ｓ ｎ ｈ ｄ ｉ ｇ ｖ ｒｅ ，ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ａ Ｏ ｏ ．Ｔｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｒ ｖ ｄ ｏ ｅｅ ｅ ｃ ｏ ｄ ｔｐｒｖ ｎ ｉ ｎ ａ ｄ ｗｉｄ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｌｓｐ ｏ ｉ ｅ ｓ ｍｅ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｔ ｕｓ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｎ
风沙绕流建筑 物流场 的数值模 拟研 究
李朝妹 袁树杰 张振彬
安徽理工大学能源与安全学院
摘 要 ： 利用计算流体力 学模拟软件 Ｆ ＵＥ ， Ｌ ＮＴ 选用基于雷诺平均 的标准 ｋ ８湍流模型对风沙绕流建筑物 的三维 － 定 常风流场进行数值模 拟 ， 析建筑物周 围风流场的分布情况和沙尘绕流建筑物的运动轨迹 。 分 计算结果表 明建筑 物迎风 面受到压力最大 ， 背风 面受到负压 的影响 ， 风流绕 流建筑物发生风流的分离 ， ， 脱落 涡旋 ， 汇合等现象 。 模拟 结果 为沙尘 防治和城市建筑风环境 的改善提供参考 。
西安某住宅小区风环境数值模拟分析
关 键词 ： 风环境 ； 紊流 ； 数值模拟 ； 建筑布局
中图分类号 ： Ｔ Ｕ １ １ ９ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—１ ９ ３ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３— ２ １ ９— ０ ４
０ 引 言
城 市 建 筑 风 环境 与人 们 的 日常 生 活息 息 相 关 ，
安全 。
４ ． Ｏ ￣ Ｃ， 夏季通 风 室外 计 算 温度 ３ ０ ． ７ ｏ 【 ＝ ； 夏 季 通 风
室外 相 对 湿 度 ５ ４ ％； 冬季室外平 均风速 ０ ． ９ ｍ ／ ｓ ，
冬季最多风 向为 Ｅ Ｎ Ｅ ， 冬季最 多风 向频率为 ２ ８ ％，
冬季 最多 风 向平 均 风 速 为 １ ． ７ ｍ ／ ｓ ； 夏 季 室 外 平 均 风速 为 １ ． ６ ｍ ／ ｓ 。夏 季 风 向为 Ｎ Ｅ， 夏季 风 向频 率 为 １ ８ ％； 冬季 室外 大 气 压 力 ９ ８ ． １ ０ ｋ Ｐ ａ ， 夏 季 室 外 大 气 压力 ９ ５ ７ ． １ ｋ Ｐ ａ ， 极 端 最 低 温 度 一１ ６ ． ０ ￣ Ｃ， 极 端 最 高
小 区 风环 境 不仅 关 系到 行人 的安 全 和舒 适 ， 而 且涉 及绿 色建 筑 与节 能 、 空 气污 染物 的扩 散 、 空 气 的
自净化等 问题 ， 《 绿色建筑评价标准》 （ 以下简称《 标 准》 ） 对住宅建筑风环境提 出了一 系列要求 ， 小区建
筑群 体 的局部 风环 境 宜达 到下述 要求 ：
风速与开 阔地面同高度风速之 比） 小于 ２ ；
３ ） 避 免 通 风 不 畅 形 成 无 风 区 或 涡旋 区 对 室 外 散热 和污 染物 扩散 的不 利 ； ４ ） 夏季 、 过 渡季 建筑 前后 压差 大 于 １ ． ５ Ｐ ａ ；
建筑朝向对室内自然通风影响的数值模拟
通风可以改善居住建筑的室内空气条件,保护人们的身体健康。
自然通风是利用自然风动力和存在的温差的空气循环动力进行通风,不需要消耗机械动力,是一种经济的通风方式[1]。
建筑室内的气流分布、温度分布可通过合理的自然通风组织得到有效调节,较大的提高室内热环境的满意度。
自然通风作为一种被动式的节能策略,可以在不消耗能源的情况下降低室内温度,降低建筑能耗,同时更大限度地为人们提供健康舒适的室内环境,符合绿色建筑的发展趋势。
自然通风的应用效果较大程度上受制于建筑的平面布局、朝向等,主要由于其实现是一种依赖于建筑设计的被动式方法[2]。
本文拟通过对建筑的不同朝向室内自然通风的数值模拟,得出建筑设计朝向与室内自然通风及室内热舒适性的相互关系,为建筑师在对如何加强室内自然通风及室内实际通风效果的设计上提供数据支撑。
1研究对象研究对象为南京市的1栋层高为3.00m,总层数为30层的居住建筑。
本文选取其中的一个户型进行研究,具体户型如图1所示,套内面积为122.92m2。
2工况分析利用风玫瑰图[3],给出频率最多的风速风向情况,确定为当地平均风速,作为模拟区域的输入条件。
确定南京市过建筑朝向对室内自然通风影响的数值模拟夏俊,徐丹(江苏省建筑设计研究院有限公司,江苏南京210019)[摘要]建筑朝向设计对于室内自然通风有很大影响,因建筑设计的不同,自然通风有多种形式如:被动风井通风、穿堂风、风塔、拔风井等。
建筑及气候特点的合理设计,能更多地利用自然通风来改善室内的热舒适环境。
为了比较建筑设计朝向变化与室内自然通风效果的相互关系,以南京市某居住小区为例,利用数值分析的方法,对该小区内某一户型在不同建筑朝向的设计情况下,对其进行室内速度场、温度场和室内空气龄的评价分析。
通过对比分析结果,室内产生的最大气流随着建筑朝向的改变从1.5m/s提高到2.5m/s,室内的自然通风效果得到较大的改善;室内换气次数可由原20次/h~36次/h提高到40次/h~60次/h,通风效果更好。
房间cfd计算分析报告
房间cfd计算分析报告一、背景介绍CFD（Computational Fluid Dynamics），即计算流体力学，是一种利用计算方法对流体流动和传热过程进行数值模拟和分析的技术。
在建筑领域，CFD被广泛应用于室内环境研究中，通过模拟建筑内空气流动和能量转移过程，评估建筑的通风、空调和能耗性能，为优化设计和提高室内舒适度提供依据。
本报告旨在通过CFD技术对某个具体房间进行流场及温度场的模拟计算，并对其通风效果进行分析和评估。
二、模型建立1. 房间几何模型：根据实际房间的平面图和立面图，利用计算机辅助设计软件建立了该房间的三维几何模型。
2. 边界条件设置：确定了房间的墙面、地面、天花板等部位的材质和边界条件，包括热边界条件和速度边界条件。
三、计算模拟1. 网格划分：通过网格划分将房间区域分为若干小单元，以便进行数值计算。
网格划分的密度和精度会直接影响计算结果的准确性和计算速度。
2. 材料参数设置：根据房间结构的实际材料参数，对墙面、地板、天花板等部位的热传导系数、热容等进行设定。
3. 边界条件设置：根据实际情况设置房间内外的温度和湿度条件，以及通风口的参数。
4. 求解方程：利用相应的CFD软件求解房间内部的流体动力学和传热方程，得出房间内部空气的流速、温度分布等。
5. 后处理：对计算结果进行后处理，生成流场图、温度场图等，并对数据进行分析和评估。
四、计算结果与分析1. 流速分布：分析了房间内不同位置的流速分布情况，发现房间内呈现明显的层流状态，并且流速分布均匀。
2. 温度分布：分析了房间内不同位置的温度分布情况，发现房间内温度整体较为均匀，没有明显的冷热区域。
3. 通风效果评估：通过计算分析，得出了房间内的通风效果评估指标，包括新风换气次数、湿度分布等，初步评估了房间的通风质量。
五、结论与建议1. 结论：通过CFD计算分析，得出了该房间的流场和温度场分布情况，表明房间内的通风效果较好，温度分布较为均匀。
建筑风环境模拟报告-小区建筑设计风环境评估报告模板
目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XXX市XXX路，地理位置优越，交通便利。
拟建20栋高层住宅、30栋多层商业及配套用房，地下非机动车库及地下机动车库。
该地块总用地面积为20000m2，总建筑面积218694.72 m2，计容面积182548 m2，总建筑占地面200000m2，容积率1.80，建筑密度20%，绿地率30%。
1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时，建筑物周围某些地区会出现强风；如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域，则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害，形成恶劣的风环境问题。
在一般的气候条件下，他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性；一旦遇到大风，这种影响往往会变成灾害，使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏，威胁着室内外的安全。
建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键；主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速（西北风情况下），如风巷效应，同时在与西北风垂直方向最好增加裙房，加大底座尺寸，避免冲刷效应和边角效应等，如图2所示。
调查统计显示：在建筑周围行人区，若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %，行人不会有什么抱怨（在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s，即可认为建筑周围行人区是舒适的）；频率在10%～20%之间，抱怨将增多；频率大于20 %，则应采取补救措施以减小风速。
大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用
大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用摘要：本文根据计算流体动力学（computational fluid mechanics， cfd）理论，利用基于控制体积的数值模拟方法对大空间区域的气流组织进行模拟计算，通过比较分析冬、夏两个季节的设备余压、送风风速以及送风角度等参数，获得优化的空调设计条件：选用机外余压为120pa的vrv空调室内机，风量、风速在一定范围内可调，采用可调式球型喷口作为送风风口，百叶风口作为回风口，侧送上回的气流组织形式。
关键词：vrv空调系统；气流组织；cfd；数值模拟；射流1 引言随着现代人们生活水平的提高，高大空间在建筑物内应用越来越广泛，人们对大空间的室内环境也提出了更高的要求。
建筑空间内的气流组织形式决定了空调区人员的舒适性以及空调能耗的多少，因此各种气流组织形式在高大空间中的应用引起了广泛讨论。
李琳等对分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流等四种形式作了相应分析和比较[1～6]。
为了评价空气入流条件对空气流动情况的影响，赵彬等提出应用于空气流动数值模拟的风口模型新思路[7]；罗卓英等应用n点风口模型模拟百叶风口在空调房间内的影响[8]；任荣等比较了喷口风口和喷口加二次气流送风形式对冬季分层空调的影响[9]。
本文以江苏淮安玖珑湾商务中心销售大厅作为研究对象（图1），借助cfd软件进行数值模拟计算，得出最优的空调设计条件。
2 项目概况江苏省淮安市玖珑湾项目商务中心，总建筑面积5979.22平方米，建筑高度18.4米，共3层高，属于一类公共建筑。
主要功能包括销售大厅、餐饮、恒温游泳池、运动健身区、展厅等。
根据建筑使用功能、使用时间以及业态管理方式的不同，结合当地不同季节的冷、热需求特点，以及空调系统布置位置的局限，选用变制冷剂流量（variable refrigerant volume，vrv）空调系统，进行夏季供冷，冬季供暖。
由于业主装修的方案，限制该空间只能使用侧送上回的气流组织形式，故采用数值模拟的方法来进行辅助分析，帮助解决暖通设计中设备机外余压、风口选型、风口出流速度及出流角度等参数问题。
柳州市某住宅小区风环境模拟分析
柳州市某住宅小区风环境模拟分析【摘要】介绍柳州市某小区的工程概况，采用计算流体动力学方法，对住宅小区内风环境进行了数值计算与分析。
指出了小区内建筑分布与风场的关系，为柳州地区住宅小区建筑布局的规划建设提供指导和优化途径。
【关键词】柳州；住宅小区；风环境模拟；数值模拟；建筑分布【abstract】introduction of a district in liuzhou， the general situation of the project， using the method of computational fluid dynamics， air environment of residential district in the numerical calculation and analysis. point out the area of a building distribution and wind field， for the liuzhou area residential building layout planning and construction to provide means to guide and optimize.【key words】liuzhou； residential district； wind environment simulation； numerical simulation； building distribution1、概况该小区位于柳州市位于柳州市城中区，由四栋高层住宅组成，其中1#楼建筑高度49.95m，2#～4#楼的建筑高度均为47.75m。
住宅小区风环境是城市区域微热环境的重要组成部分，不仅具有一般城市风环境的复杂性，还有其自身的独特性。
城市住宅小区风环境状况将直接影响居民的日常生活及居住建筑能耗，南方地区运用合理的风环境布局有利于室内的自然通风，还可以提高室内空气品质。
建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估
建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估近年来，随着人们对生活质量的要求不断提高，建筑空间的室内环境舒适性成为了一个关注的焦点。
在建筑设计和实际使用过程中，对室内空气流动状况的模拟与评估变得愈发重要。
基于此，建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估成为了设计师和研究人员们关注和研究的热门领域。
建筑空间气流流场模拟是通过数值模拟手段计算建筑空间内的气流流动状态。
流体动力学模拟（CFD）是其中最常用的方法之一。
CFD 可以通过数学模型对建筑内各个位置的温度、湿度、压力等因素进行模拟计算，并对空气流动情况进行预测。
通过改变不同的设计参数，如风机布局、开窗位置和大小等，可以优化建筑内的空气流动效果，提高室内的空气品质和舒适性。
在进行建筑空间气流流场模拟前，需要确定一些基本参数，如建筑形状、通风系统的布局和材料的传热性能等。
然后，使用CFD软件，输入建筑的几何模型和物理参数，包括建筑的大小、楼层高度、墙体结构等，以及室内外的温度、湿度和压力等数据。
通过CFD模拟软件计算，可以得到建筑内部各个位置的流速、压力和温度等参数。
基于建筑空间气流流场模拟的结果，可以进行室内环境舒适性评估。
舒适性评估包括室内空气质量、室内温湿度舒适度和室内噪音水平等指标的评估。
通过建筑空间模拟，可以提前预测和评估不同设计方案对于这些指标的影响，进而优化设计方案，提供更好的室内环境。
在实际应用中，建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估可以帮助设计师和建筑工程师更好地理解建筑内部空气流动的分布和特性。
通过模拟分析，可以提供一些实用的设计建议，如调整通风口的布局、采用适当的隔墙设计等，来改善室内空气质量和舒适性。
此外，在建筑施工过程中，基于模拟结果还可以通过调整材料、增设隔音装置等方式，进一步提升室内环境的品质。
然而，建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估仍然存在一些挑战。
首先，模拟软件的准确性和可靠性需要进一步提升，以提供更准确的模拟结果。
大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析
大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。
关键词：大空间建筑；气流组织；速度场；温度场；数值模拟引言常规空调系统气流组织的设计是以送风射流为基础,通过反复迭代对温度和速度进行校核,最后找到合理的送回风方案和参数。
空调房间的送风射流大多属于多股非等温受限湍流射流,而一般的设计方法是在单股等温湍流送风射流规律的基础上,引入射流受限、射流重合和非等温射流修正系数,这种方法忽略了很多其他因素,如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等,因此必然有一定的误差,在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于高大空间空调系统的气流组织设计,是不合适的。
对于高大空间空调系统的气流组织设计,目前尚无成熟的理论和实验结论,主要研究手段是将气流数值分析和模型相结合。
由于气流数值分析涉及室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因此能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于确定最优的气流组织方案。
1大空间气流组织的研究意义对于现代的工艺空调车间，不但要满足工艺方面的要求，而且还要营造良好的室内人工环境。
在生产过程中必须保证生产工艺所要求的温度、风速、湿度，为生产提供条件，同时也要求提供合适的新风量，保证一定的洁净度和噪声标准，为工作人员提供良好的工作环境。
在各类工艺空调建筑内，空气调节是实现这些人工环境的最佳手段。
在大空间空调中，经过处理的空气由送风口进入，与室内空气进行热湿交换，经过回风口排出。
空气的进入与排出，必然引起室内空气的流动，而不同的空气流动状况有不同的空调效果，合理组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流动速度等能更好地满足工艺要求，符合人们的舒适感觉。
城市街区与建筑物对气流特征影响的数值模拟研究
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例析大空间气流组织分布仿真模拟
例析大空间气流组织分布仿真模拟一.研究背景论述首先在研究的开始要搞清楚气流组织分布的实际含义。
所谓气流组织，即指对气流流向和均匀度进行组织。
在空调房间里合理的布置送风口和回风口，使经过了处理，净化的空气被送风口送到室内后，在与室内的空气混合并且扩散后，均匀的消除室内的余湿和余热。
从而使得室内形成一个均匀，稳定，有着合理的湿度和温度的状态，最终目的即使得室内的人感到舒适。
而与此同时，回风口抽调走室内的空气，将大部分的风返回到空气处理机组，还有一小部分的风就会被排到室外。
气流组织对建筑空间内的空气温度，湿度和分布是否符合各种生产或生活的要求有着重大的影响，甚至起着决定性作用。
在一栋现代化的体育馆这种大空间的建筑中，除了必备的体育设施，必须有良好流通的空气。
特别是在比赛大厅中的空调是重中之重。
而气流组织又是体育馆空调设计的关键，它不仅直接影响到体育馆内空调能否达到预期的效果，而且还与空调方案的经济性，如运行的费用，是否节能等方面有着密切的联系。
因此可看出在设计中的重要性。
了解气流组织的实际效果主要有两个部分：即建设之前的预测和建成之后的实测。
设计前的预测主要有射流理论分析，模拟实验，数值模拟（CFD），区域化模型三种方法。
在此着重介绍数值模拟（CFD）这一方法。
CFD数值模拟这一方法与其他的方法相比较有着得天独厚的优势，比如成本低，速度快且适用的范围广。
它是伴随着计算机技术和数值计算技术的发展而逐渐得以发展的自从CFD在1974年由丹麦的学者P.V.Nilsen应用于空调室内的空气气流组织的模拟数值以来，短短的40年间，CFD在应用空调气流组织方面取得了飞速的进步和发展。
在CFD的研究方面分为基础研究和应用研究。
在基础研究方面包括：室内研究的简化模拟，室内空气流动模拟等，在应用研究方面又可分为自然通风的数值模拟，VOC散发数值模拟，置换通风的数值模拟等。
而本文的研究方向是在室内研究的简化模拟的基础之上的高大空间数值模拟应用模拟研究。
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 15.0ICEM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。
（2）求解软件ANSYS Fluent 15.0占据CFD领域绝对领先地位的流体仿真软件。
具有多种物理算法、物理模型。
在医学、航天、机械工程等领域均应用广泛。
（3）后处理软件Tecplot 360提供丰富的绘图格式，具备强大的CFD结果可视化功能，图形美观。
1.2 建筑风环境模拟过程使用计算流体力学对建筑室外风场进行数值模拟一般包括以下四个步骤：（1）几何模型的建立（2）对几何模型进行合适的网格划分（3）将划分网格后的模型导入Fluent，设置求解参数并求解（4）结果的后处理（速度云图、速度矢量图、压力云图等）1.2.1 几何模型的建立在几何模型的建立部分，现阶段采用的是陈宸的模型，他是根据彰武校区附近区域的城规图建立CAD 三维模型（据陈宸描述来自他建筑学院的朋友提供）。
如何做建筑气流仿真优化方案设计
建筑气流仿真优化方案设计一、引言建筑物是人类生活和工作的重要场所，其舒适性和能源消耗与建筑内部的气流状况密切相关。
传统的建筑气流设计主要依靠经验和试错，效率低、成本高且结果不可控。
随着计算机仿真技术的不断发展，建筑气流仿真优化成为当今建筑设计领域的热点。
本文将介绍建筑气流仿真优化的相关理论、方法和实践经验，为设计师提供参考。
二、建筑气流仿真优化的理论基础1. 气流模拟原理建筑气流仿真是利用计算流体力学（CFD）技术对建筑内部空气流动进行数值模拟，以评估建筑内部气流质量和舒适性，并通过优化设计方案来改善气流状况。
CFD是一种数值模拟方法，通过对流体流动的连续方程和动量方程进行离散化求解，得到流场分布和参数。
在建筑气流仿真中，通过对建筑结构及周围环境进行三维建模，设置模拟边界条件和流体性质，运用计算机程序进行数值计算，最终得到建筑内部气流场的分布与特性。
2. 优化设计原理建筑气流优化设计的目标是提高建筑内部的舒适性、减少能源消耗、降低空气污染及病原体传播的风险。
优化设计主要包括以下几个方面：（1）气流速度与分布优化：通过调整气流入口位置、设置局部风机、调整密封性等手段，实现气流速度均匀分布，减少死角和气流速度过大的情况。
（2）温度与湿度控制优化：通过合理设置供暖、通风和空调系统，实现建筑内部温度和湿度的良好控制，提高人员的舒适感。
（3）气流清洁与净化优化：通过优化建筑内部气流路径，减少灰尘、细菌和病毒的传播风险，改善室内空气品质。
三、建筑气流仿真优化的方法与技术1. 建筑气流仿真软件目前市面上有许多建筑气流仿真软件可供选择，比如Fluent、STAR-CCM+、OpenFOAM等。
这些软件在建筑气流仿真方面有着丰富的应用经验和成熟的技术，能够快速、准确地模拟建筑内部气流场。
2. 模拟建模与边界条件设置在进行建筑气流仿真前，需要对建筑结构及周围环境进行详细的三维建模，包括建筑物表面、内部障碍物、气流入口、出口等。
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建筑小区内气流流场的数值模拟分析
文摘：本文采用计算流体动力学CFD（computational fluid dynamics）的方法，对北京地区冬季北风情况下某建筑小区内的气流流动进行了数值模拟仿真。
借助数值模拟能模拟真实情况、资料详细的优点，对该小区两个主要区域在冬季北风向这一不利工况下的气流流动情况进行了分析，由此可见，通过CFD方法对小区气流流动进行模拟仿真，并且以直观形象的可视化结果展现于设计者和客户，可方便地对小区布局设计进行指导以及对小区内微气候进行评价。
1. 前言
建筑师们在设计建筑小区时，注意力多集中在建筑平面的功能布置，美观设计及空间利用上，而很少考虑到小区内高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响：局部地方（尤其是高层）风速太大可能对人们的生活、行动造成不便，也有可能在某些地方形成旋涡和死角，不利于室内的自然通风，从而形成不好的小区微气候。
因此，为了营造绿色舒适的建筑小区微环境，需要在规划设计阶段对小区内气流流动情况作出预测评价，以指导设计。
通常可用模型实验或者数值模拟的方法对小区内的空气流动进行预测。
模型实验方法周期太长，价格昂贵，不利于用于设计阶段的方案预测和分析；而数值计算相当于在计算机上做实验，相比模型实验方法周期较短，价格低廉，可以以较为形象和直观的方式将结果展示出来，利于非专业人士通过形象的流场图和动画了解小区内气流流动情况。
因此这里将介绍利用数值模拟技术模拟仿真小区内气流流动的详细情况，藉此对小区微气候作出评价分析以及对小区的设计作出改进优化。
国外早在1980年代就利用数值模拟手段对室外气流流动进行研究，但主要针对单体建筑[1]。
近年来，我国也开始对高密度的建筑小区这一具有中国特色的建筑形式内的气流流场进行数值模拟研究[2]。
随着计算机技术、数值计算技术以及湍流模拟技术的发展，如今我们可以对非常复杂的实际建筑小区内气流流动进行模拟仿真，方便、直观地对小区微气候作出评价。
下面将以一个实际的建筑小区为例进行分析。
2. 计算流体动力学技术简介
简而言之，流体流动的数值模拟即在计算机上做实验。
它在计算域内离散空气流动遵循的流体动力学方程组，将强烈非线性的偏微分方程组转变为代数方程组，再采用一定的数值计算技术求解之，从而获得整个计算区域内流场分布的详细信息，最后可将结果用计算机图形学技术形象直观地表示出来。
这就是所谓的计算流体动力学CFD （Computational Fluid Dynamics）。
由于实际空气是粘性流体，流动基本为湍流流动，故这其中涉及湍流模拟技术。
自1974年以来，人们开始进行大量的CFD技术应用于建筑环境的模拟研究工作[3]。
如今，CFD技术已经在建筑环境和设备模拟中取得了很大的成就。
这里我们采用国际公认的权威CFD技术研究机构：英国帝国理工学院CHAM 研究所开发的PHOENICS软件对下面的小区内空气流动情况进行模拟仿真分析。
该软件具有众多的湍流模型和数值差分格式，并经过了上千个算例的实验验证，能保证计算结果的准确性。
有关CFD技术的内容可参考有关文献和专著。
3. 计算工况说明
这里将要分析的小区是北京东润枫景小区，它是北京朝阳区东风农场改建住宅区，总建筑面积约49万平方米，
总居住人口约15000人。
图1所示为该小区示意图。
图1 枫景小区整体效果图
根据需要，目前最需模拟分析的是枫景小区的W区和S区，其中有下列情况需要说明：
梯度风的采用
由于枫景小区并不是一个孤立的小区，其周围势必存在较低的建筑或其它物体，因此小区外来流风并不是均匀的，根据有关文献和资料的研究成果，并结合枫景小区所处的地理位置，小区前来流风因为地面和低矮建筑的影响，应是按边界层规律分布的，即所谓的梯度风，如下图2所示：
影响，应是按边界层规律分布的，即所谓的梯度风，如下图2所示：
图2 城市梯度风
上述梯度风满足下式：
图中的h>380m后，风速可认为趋于均匀，大小等于h=380m处的风速。
北京地区主导风速和风向的选择
为使计算结果具有一定的代表性，需要选择北京地区的主导风向和风速。
根据我们对1960～1990年这30年间北京地区气象数据的分析知，北京地区秋、冬季主导风向为北风，平均风速3m/s，典型风速约5m/s（指出现频率较高的风速），春、夏季主导风向为南风，平均风速3.4m/s，典型风速约5.5m/s。
而由于冬季主要为北风，应为最
不利情形，加之这种复杂小区的模拟计算耗时极多，因此这里我们拟先对冬季情形作出模拟，即按照风向北、风速5m/s（10m高处的气象数据）进行计算。
4. 计算结果和分析
图3～4各图为枫景小区W区和S区两个区域的模拟仿真结果流场图。
对于W区：图3a为高度1米的水平面上的流场分布，这个高度是人们经常活动和最能感知到的范围，即所谓的“人区”，这也是小区微气候最重要的关键区域。
由图可见，在W区中部局部地方有旋涡出现，但是风速很小，约1～5m/s，同时，该区域内大部分地方的风速均在5m/s以下，因此对人员行动不会造成不便，也不会对人体热舒适感觉形成不良的影响，图中还显示出在该区东、西两侧建筑物周围的局部地方有较大的风速，可达15m/s，这是由于来流北风绕建筑物流动的结果，但是这块区域不是人们经常活动的地方，故影响不大。
图3b~c显示了W区横截面和纵剖面上不同位置的风速流场分布，由图可见，来流风的绕流作用对建筑高层有一定的影响，流速从底层到高层逐渐增大，顶层附近风速比底层为高，但是最高值仅为9m/s，并无太大的影响。
总而言之，W区在冬季北风的气候条件下的微气候令人满意，不会造成人体不适和行动不便；
对于S区，仍然先从图4a显示的高度1米的“人区”的流场分布结果开始分析，由图中可以看出，S区内的风速较小，均小于5.5m/s，这是其前面板楼的阻挡作用之结果。
另外，由于前面建筑的绕流作用，在该区最后一排高层建筑之前形成涡流，但是速度很小，仅达3.3m/s左右，故对居者的行动和舒适不会造成不良的影响。
从图中还可以看出，在S区前面的板楼之间，由于其流通断面突然减小，此处风速很大，最高可达13m/s左右，但是这已经离S区较远，对S区的居住者不会由太多的影响。
图4b~c表示的是S区横剖面和S区以及其前面板楼组成的区域内的纵剖面上的流场分布，由图可以看出，来流风的绕流作用使得S区高层建筑的风速由底层向上逐渐升高，但是其流速最大也只达到7m/s左右，对高层住户影响不大，不会造成不适感觉。
关于W区和S区的室外空气流动的更详细的资料，可以通过CFD软件得到三个方向任意位置的流场分布，并且，我们还可以借助别的计算机手段得出更为形象直观的动画，这非常适合非建筑环境专业人士快速、方便地把握小区内的流场流动情况。
将以上分析结果总结归纳可得如下结论：
(1). W区和S区的人区内基本没有速度过大的区域，大部分地方的风速均在5m/s以下，不会对居者行动和舒适感觉带来不便；
(2). W区和S区的高层建筑风速由低至高逐渐增加，但是最高值基本低于10m/s，不会对该层住户造成不适感觉；
(3). W区和S区内某些局部区域均存在一定的涡旋流动，但是其流速很小，均在3m/s以下，不会形成不好的微气候；
(4). W区建筑边缘局部地方和S区前部板楼（最高6层）局部会有速度过大的区域，但是这已经远离我们考虑的W区和S区，不是人们经常活动的范围，影响不大；
(5). 总体而言，W区和S区的室外空气流动不会对居住者造成不良影响，其小区微气候令人舒适，能保证合理的小区内空气流动。
而进一步需要开展的工作是对其它出现频率也较高的风向下的小区内气流流场进行模拟预测，如秋、冬季的西北风向，春、夏季的南风向等。