高层建筑三维定常风场数值模拟
高层建筑物绕流风场的数值模拟研究.
西安建筑科技大学硕士学位论文高层建筑物绕流风场的数值模拟研究姓名：郁有礼申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风与空调工程指导教师：张鸿雁20050401表３．１基本控制方程组参数方程西１１Ｓ连续性１ＯＯｘ—动量玑“一面＋瓦ｏ“ｉ’＋西∽ｉ’湍动能女丘”ｔｌｏｋＧｋ一声耗散率ｓ占ｕｊ｜ｄｃ导（ｃｌＧ。
一ｅ２ｐｅ）庀３．１．２几何模型本文模拟的实际建筑物几何尺寸为２５ｍ＞＜２５ｍ×７５ｍ，三维建筑物模型尺寸Ｏ．０５ｍＸ０．０５ｍ×Ｏ．１５ｍ，缩尺比１：５００。
在水平流场中，模型尺寸为０．０５ｍ×０．０５ｍ，模型的形状几何对称，为了在有限的计算资源下提高计算效率，故将水平面沿纵向取一半流域进行计算。
计算区域取为ＸＸ＇］『＝２．０５ｍＸＯ．４２５ｍ，模型置于流域沿流向前Ｏ．６ｍ处。
在二维流场中，模型尺寸０．０５ｍＸ０．１５ｍ，计算区域取为Ｘ×Ｙ－２．０５ｍ×０．７５ｍ，模型置于流域沿流向前０．６０ｍ处。
３．１．３网格划分前处理在Ｇｍａｂｉｔ中进行，采用分区划分网格的方法，即将计算区域划分为若干个互相联系的子区域，每个子区域单独划分网格。
因固体区不进行流动计算，先将固体区删除，然后将流体区划分为若干个子区域，图３．１网格划分竖宣面示意图图逐个划分网格。
建筑物模型壁面附近布置了较密集的网格，离模型较远的区域采用较稀疏的网格，均为四边形的结构化网格。
【２２】图３．２网格划分水平面示意图３．１．４迭代计算１．运行环境的选择参考压力（ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ）设置为标准大气压１０１３２５Ｐａ，不计重力影响，不考虑热交换。
２．计爹玮裂选用标准ｋ—ｅ模型和Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅｋ—ｅ模型。
在固体壁面附近，因粘性作用加强，必须话安建筑科技大学预＿＝Ｊｊ沦艾ｉ；；ｊｉｉｉ；；ｊｚｊｉ；ｉ；；ｊｊ；；ｉｉ；；；；；；＃；；；；目ｉ；；；嗣；∞；；；；；‘≈；；；；ｉ；ｉｉ；ｉｉａｉｉｉｉｉｉ；；ｉｉ；ｉｉｉｉｉｉ；＝；ｉ；ｊ；；；二；·盂＊茹为Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅｋ—ｓ模型模拟结果。
高层建筑三维定常风场数值模拟
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高层建筑屋顶风能利用的数值模拟
高层建筑屋顶风能利用的数值模拟杨蓉;彭兴黔【摘要】In order to improve the efficiency of wind energy utilization, an open storey is added on the roof, the influence of various open storey height to wind energy was analyzed by CFD numerical model. Ie's shown: the open storey can in-crease remarkably the wind speed. Installing Wind generator above or on the open storey, the influence of open storey height and wind generator height was analyzed, then the optimal heights of open storey and wind generator are obtained to achieve the maximum wind energy collection.%为了进一步有效提高屋顶风能利用的效率,在屋面之上加设一架空层,运用CFD数值模拟分析不同高度架空层对风能收集产生的影响,探讨其可行性并得出架空高度和风机安装高度最优值.研究表明:架空层的设置对增大屋顶风速有显著效果；在架空层顶板之上或之下的空间安装风力发电机,并控制架空层高度,比较分析得出合理的架空层高度和风力机的安装高度,以求达到最理想的风能利用效果.【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】5页(P69-73)【关键词】风能;高层建筑;架空层;风速比;数值模拟【作者】杨蓉;彭兴黔【作者单位】华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;南华大学环境保护与安全工程学院,湖南衡阳421001;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021【正文语种】中文【中图分类】TM614风能作为储量丰富且可再生的绿色能源，已逐渐受到世界各国的重视.日本已开发出专用于写字楼、商店和家庭的“小型微风风力发电机”，其高度仅为3～5m，叶片直径也只有2～4m，启动风速可低至2m·s－1；加拿大多伦多市安装在国家展览馆的风力发电机至今已经生产了超过100万kW的电能［1］.在我国，风电场基本建于偏远地区，这与城市中巨大的耗电量产生矛盾，因此，将风电引入城市成为能源应用的必然趋势.目前，风力发电机技术已经相对比较成熟，但与其对应的建筑风能利用方法却相对滞后.S.Mertens曾提出3种可作为风力集中器的建筑形式，其中将风力透平放置于屋顶的建筑称为非流线体型建筑［2］.文献［3］的研究表明，屋顶的风力强化效果要比扩散形式稍差.由于风能大小与风速三次方成正比，即风速的提高是风能增大的决定性因素.因此，本文主要研究如何采取简便易行的措施来显著提高可利用风能.首先，分析加设架空层对屋顶风能利用有利的区域.在0°风向角下，有无架空层的风速云图对比，如图1所示.从图1可以看出：架空层顶板迎风边缘上方风速显著增大，风速等值线下移；空气的再附着发生在顶板上表面；风速较大区域为顶板上方，显然可利用的位置在此区域内.根据特性布置研究测点.模拟的建筑尺寸选取高为50m，宽为20m，长为50m，并以面50m×50m为0°风向角时的迎风面.顶板平面尺寸与建筑屋面相同.由于顶板与屋面间有一定距离，且具有对称性，考虑在建筑屋面中心、角点、迎风前缘，以及顶盖的中心、前缘、角点和侧边中点等7个代表性位置进行分析研究，如图2所示.数值风洞计算域的设置遵循阻塞率不大于5%的要求给予合适的尺寸.采用SSTk－ω模型，入口风速为3.1m·s－1，湍流强度采用日本AIJ规范建议的公式［4］，梯度风高度为400m，C类地貌粗糙度系数α＝0.22；风剖面采用达文波特的指数率形式［5］；计算域壁面为自由滑移壁面，建筑物表面和地面为无滑移壁面；出口边界采用压力出口.风速在有建筑影响和无任何干扰时同一高度的比值，称为风速比［6］.由于风速会不断变化，而风速比值却不随时间而改变，因此利用风速比进行分析更具有实际意义.其表达式为通过风速比表达式，可以清楚地知道对风速增大最有利的建筑位置和高度.在0°风向角下，加设不同高度（h）架空层的7个测点位置风速比（Cr，i）的比较结果，如表1所示.表1中：无架空时取图2（b）所示的4个测点位置进行计算，所得结果与加设架空层后的结果进行比较.从表1中数值可以得出如下几点结论. 1）除顶板下的屋面中心和迎风前缘处的最大风速比小于1外，其余位置均大于1.这就说明架空层的设置对靠近屋面，尤其是屋面中心处的气流区形成阻碍，降低了风速；同时，对顶板之上区域则起到提高风速的作用，绝大多数都提高10%以上. 2）无论架空层高度为多少，风速比显然比无架空时相应位置处的数值大出不少，提高的程度从到小依次为测点5，6，4，7，即迎风前缘、角点、中心点和侧边中点.这一比较恰好证明了在0°风向角下，加设架空层对增大风速是非常有利的，从而验证在屋顶加设架空层来收集风能是可行的.3）测点位置1的风速比值很小，最低在0.31，随着架空高度增加呈波动上升；当高度达到2.0m时，骤然变陡，往后上升的速率也始终较快.当顶板高度在4.0m时，最大风速比值接近于1，恰好克服建筑对流场的不利影响；直到高度变为5.0m，风速比值才大于1，达到1.09，约等于无架空时此位置处的计算结果.即在5.0m高度时，顶板对板下屋面中心风速的影响可忽略不计.4）测点位置2的风速比也基本小于测点位置1，但其走势较缓，在高度为4.0m 时，风速比值达到1；在高度为5.0m时，风速比值大于1但变化仍不显著.5）测点位置3的风速比随着顶板高度的变化呈现两起两落的趋势.在架空高度为0.5，2.0m时较小，在0.2，5.0m时最大，但总的来看，其波动不大且风速比值始终大于1.若架空层达到一定高度也可在此处放置风机.6）测点位置4，7的风速比受架空层高度变化的影响几乎可忽略不计，基本呈水平直线的走势，且两位置的风速比值非常接近，大都在1.1左右，比无架空的情况高出大约6%.7）测点位置5的风速比受架空高度变化影响较明显，从0.1m到5.0m不断增大，并在5.0m时达到最大值；同时值得注意的是，从2.0m开始，其值变化很小，且都在1.2以上，这比无架空时的相应位置风速比要大约18%.8）测点位置6的风速比值绝大部分都在1.5以上，但随高度变化不断起伏.在0.2m和2m时达到最大，约为1.2，比无架空层时高出大概17%.以上分析除表明架空层的设置对收集风能明显有利之外，也表明测点位置5，6两处是风能利用的最佳位置.类似于0°风向角时的分析，在90°风向角下，各测点位置的风速比如表2所示.从表2可以看出：与0°风向角时相比，90°风向角的风速比大部分减小，只有测点位置6，7处的风速比值相应变大.对照0°风向角的情况，这一现象表明迎风向的屋面边缘对提高风速是有利的，以及短边迎风时对角点处的风速提高是更有利的.与无架空层时此风向的结果相比，测点位置4，5的风速比值只有非常微小的提高，而测点位置6，7的风速比值提高很显著，多达20%以上.也就是说无论风向角如何，加设架空层始终对增大屋顶可利用风能是有利的，再一次验证了加设架空层的可行性及成效.测点位置4，5的风速比值随着架空高度变化几乎无影响，且其值相差无几；测点位置6，7的风速比值不断波动，不同的是测点位置6处的风速比值在0.5m高架空值时达到最大，而测点位置7处的风速比值在4.0m高时达到最大.根据表2中的风速比值的比较可知，选择0.1～2.0m高的架空层都是合理的.若风机安装高度太大，不利于安装和维护，可行性不高；而风机安装高度太小，又无法正常放置和使用风机.对于屋顶加设了架空层的高层建筑，风力机显然应该放置在顶板之上.在0°和90°风向角下，风力机安装的最佳高度如表3所示.2.3.1 0°风向角 1）测点位置3的风速比值较大，且当架空层较高时也可以在此处放置风机，所以将其考虑在内.从表3中可以看到，这个位置的风机安装高度是随着架空高度增加也不断变大的，而且不论对于何种架空高度风机安装的最佳高度都距离顶板非常近.由于风机本身尺寸的原因，无法正确合理的放置，因此，可在不过多减小风速比的前提下适当降低风机安装高度.2）对于顶板之上的4个放置风机的位置，与无架空的情况相比，风力机安装的最佳高度都大幅度降低，尤其是测点位置6，这是非常突出的一个优点.测点位置4的风机安装高度随着架空高度变化波动较大，在架空为2.0m以下时，风机高度都达到十几米，而在之后都在十米以下.综合考虑施工难度，原料用量和表中所得风机高度大小，选择2.0m高的架空层为宜.测点位置5处的风机安装高度随着架空高度增加逐渐减小，到高度为3.0m后则保持不变.测点位置6的风机安装高度计算结果都很小，对于安装风机是非常有利的.测点位置7处的风机高度基本不受架空层高度影响，都在8.8m左右，但比无架空层时的风机安装高度已减小将近50%.2.3.2 90°风向角与无架空时的情况相比，各个位置的风机安装最佳高度均有所减小，特别是测点位置6，7.对于无架空一栏中的“无”表示此位置的风机高度总是随架空高度增加不断增加，无所谓最优.虽然0.1～0.5m的风速比值比较理想，但其风机安装高度相对较高，因此仅需再比较1.0，2.0m的情况.显然，在测点位置4，5，6的风速比值基本相等，而测点位置7在1.0m时的风速比值还小于2.0m 时的风速比值.另外，从风机安装高度来看，由于测点位置6，7的高度都非常小，可不加以比较，而测点位置4，5处1.0m时风速比值均高于2.0m时的风速比值.因此，仍选取2.0m高的架空层为宜.由于顶板上、下均有气流通过，为避免出现被掀翻的现象，需考虑其所受风压大小，以保证正常使用功能.在0°和90°风向角下，顶板所受风压测试结果如表4所示.表4中：pup，pdown分别表示上、下表面的风压；ptot＝pdown－pup.明显地，不论0°还是90°风向角，顶板上下表面均受负压，即上下表面都受风吸力，这样顶板所受合力的方向便取决于各面吸力大小.从表5可以看出，总风压为正，顶板受向上的力.随着顶板高度的增加，上表面吸力越来越大导致总风压越大.由于下表面的吸力以及顶板自身重力，能够平衡一部分向上的吸力，若要保证足够安全可靠，可适当加大顶板自重，以防止大风时被掀翻.90°风向角时，除架空层为0.1m和0.3m高度外，其余高度下的总风压均是负值，表明总风压向下，对顶板自身可靠性是非常有利的.而且，随架空高度增加，总风压值越大，越为有利.通过上述讨论分析，加设架空层对屋顶风能收集的帮助是不容忽视的，不仅大大降低了风力机可安装的高度，还显著提高了风速比.经过反复模拟比较，选择2m高的顶板.风机放置在顶板之上中点，角点，迎风前缘和侧边中点处，效果都是良好的.如果从经济效益方面进行讨论，可根据局地气候条件，使用风电机类型和用电收费情况得出收益大小，成果显著.此方法事实上不受建筑高度限制，可应用于任何地区、任何类型的建筑之上，并能随着风电机技术的不断完善进一步获得更为满意的发电效果.它的普适性和易操作性可使城市小区住宅、商业办公等用电紧张问题得到大大缓解.【相关文献】［1］田蕾，秦佑国.可再生能源在建筑设计中的利用［J］.建筑学报，2006（2）：13－17.［2］MERTENS S.Wind energy conversion in the built environment［C］∥1st SWH International Conference on Renewable Energies.Segovia：［s.n.］，2003：7－10.［3］潘雷.建筑环境中的风能利用［D］.济南：山东建筑大学，2006.［4］Architechtural Institute of Japan.AIJ recommendations for loads on building［S］.AIJ：［s.n.］，2004.［5］黄本才，汪从军.结构抗风分析原理及应用［J］.上海：同济大学出版社，2008.［6］MERTENS S.The energy yield of roof mounted wind turbines［J］.Wind Engineering，2003，27（6）：507－517.。
标准低矮建筑TTU三维定常风场数值模拟研究_殷惠君
张其林(1962)，男，江苏人，教授，博士，博导，主要从事新型建筑结构技术的研究； 周志勇(1971)，男，江西人，副研究员，博士，硕导，主要从事桥梁抗风防灾的研究。
已有研究表明同一个模型预测性能的好坏与 具体问题有关，目前还没有找到对各类问题预测性 能都优良的模型。从现阶段工程计算的要求与可能 提供的计算设备来看，研究的主要任务之一与其说 是找到一个统一的、适用一切情况的湍流模型，倒 不如认为是要查明不同模型的适用范围更确切些。 此外从工程应用的角度来说，选择湍流模型时还要 兼顾使用方便、计算简捷等方面。
为了完成 CFD 计算，过去多是用户自己编写 计算程序，但由于流体计算问题的复杂性及计算机 软硬件条件的多样性，使得用户各自的应用程序往 往缺乏通用性，而 CFD 本身又有其鲜明的系统性 和规律性，因此，比较适合于被制成通用的商用软 件。FLUENT 是由美国 FLUENT 公司于 1983 年推 出的 CFD 软件。它是继 PHOENICS 软件之后第二 个投放市场的基于有限体积法的软件。FLUENT 是 目前功能最全面、适用性最广、国内使用最广泛的 CFD 软件之一。FLUENT 提供了非常灵活的网格特 性，可使用非结构网格，包括三角形、四边形、四 面体、六面体、金字塔形网格来解决具有复杂外形 的流动，还可使用混合型非结构网格。它允许用户 根据解的具体情况对网格进行修改(细化/粗化)。针 对湍流模拟，FLUENT 提供了包括 k − ε 模型、 Reynolds 应力模型、LES 模型、标准壁面函数、双 层近壁模型等[4]。
建筑小区内气流流场的数值模拟分析
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。
三维建筑风环境及风压分布的数值模拟和实验研究（可编辑）
三维建筑风环境及风压分布的数值模拟和实验研究西安建筑科技大学硕士学位论文三维建筑风环境及风压分布的数值模拟和实验研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风与空调工程指导教师：***20060301嚣安建筑科技大学硕士论文三维建筑风环境及风压分布的数值模拟和实验研究’专业：供热、供燃气、通风与空调工程硕士生：李忠强指导教鄹：张鸿雁教授摘要建筑风环境日益成为人们关注的焦点，对整个城市或小区内建筑风环境的研究势在必行，然而建筑风环境研究主要依靠风洞实验，周期长、成本高且成果有限，健藏本文对建筑燕环境数值鬟羧方法静研究。
予垂之行，始于是下，本文麸菜三维复杂外形结构建筑物出发，剥用数馕模拟方法势结合贼漏实验，砖其鼹强境进行涤入分析。
同时，对非定常的来流条件下建筑风环境及建筑表面风联分布进行了分析研究建筑甥袭嚣鼹压分枣与髑藿最繇凌密甥稳荚，本文考虑了薅个主要因素豹影响：来流平均风速的变化和来流风向角度的变化。
来流风速采用寇常型来流和正弦型波动来流两种形式，分别改变定常来流的平均风速、正弦裂来流的周期及振幅以形残不同戆来流条传：擞舞建筑耪瀚蹲称往，取0。
、30。
、45。
、60。
和90。
考虑来流风向角度的影响。
本文以腿力系数 1p的形式给出蹩个建筑物表面的风压分布，同时给出整个计算区域的流场数舔以及难力场数据。
在风洞中复现建筑物所处自然环境的风场，为数僮模拟挺供基本的迭赛条l孛，著霹建筑貔表瑟奔疆数量戆测压熹菇压餐进亍实验测量。
结果龆示，定常来流，建筑物表面压力系数不随来流平均风速改变；正弦型来流便压力系数产生波动，程度受藏弦周期、振幅影响；数值模拟结果与风洞实验结果掰预溪瓣建筑裙表瓣压力系数分布窃含；数值模藏能够复现建筑物蠲围复杂的风环壤弗作为其流场和滕力场分板的有力手段。
关键词：数值模拟；风环境：压力系数；风涧实验论文类型：疲鼹鍪鼹$国家“十玉科技攻关”重大项嚣 2004BA901A21I秀安建筑琴萼按大学硪±论文NumericalSimulationandf争铴dTunnel?鼢tResearchonWiIldEnvironmentandPressureDistributionoftheThree-dimensionalBuildingandSpecialty：Heating,VentilationAir-conditioningEngineeringGraduate：LiZhi―qiangInstructor：．Prof．ZhangHong-yanAbstractWind becomes onenvironmentthefocusofwindpeople’attention．Studyenvironmentofthe orresidentialareamustbedonecityimmediately．Incontras'％thein iswindtunneltestthatcost andbutwithmethod muchoftimefewofonly past moneythereisthisthesis toresearchwindenvironmentwithaccomplishment．So attemptbe fromthemustdone thesisnumeri搓simulation，However,everythingbeginning。
数值模拟在高层建筑风荷载体型系数取值中的应用
数值模拟在高层建筑风荷载体型系数取值中的应用摘要：风荷载体型系数取值是建筑抗风设计的重要环节，目前常用的有规范法和风洞试验法。
本文通过对数值模拟技术的分析对比，提出了数值模拟可以实现对风荷载的精确模拟，从而得到合理准确的体型系数，而且相对其他方法数值模拟技术具有精确，低成本的特点。
关键词：体型系数风荷载高层建筑1.前言随着经济和技术的发展以及城市空间拓展的需要，越来越多高层建筑出现在城市建设中。
风虽然是一种常见的自然现象，但是随着高层建筑高度的不断增长，风对高层建筑的影响也呈指数增长，并成为一个影响建筑安全的重要因素。
上世纪初，美国一栋60米的大楼就在飓风作用下发生严重塑性变形[[]]。
因为风荷载的作用引起结构失稳和局部损坏的案例也屡见不鲜，可见重视风对高层建筑的作用，加强相关设计工作是必要的。
对于风荷载的取值，对于体型简单的一般建筑目前普遍采用的是规范提供的体型系数，对于复杂的高层建筑目前更多的是利用风洞试验进行[2]。
然而，虽然荷载规范提供了一般建筑简单实用，方便设计的取用风荷载设计数据，但是缺少了对风荷载局部压力的准确详细的描述，也不能反映复杂结构的特殊构造；而风洞试验是利用相似原理利用模型在风洞中的情况模拟建筑的实际风场，一方面模拟有不完全性，另一方面试验设备要求高，试验模型制作难度高，不能得到完整资料，只能在具有一定规模的建筑设计中应用[3]。
因此在实际设计中迫切需要一种既能较好模拟建筑风荷载，准确反应风荷载对建筑作用，又相对经济方便容易实现的方法。
2.数值模拟概述数值模拟是基于计算流体力学理论，利用先进的数学方法，借助计算机软件的精确计算、模拟流动现象并获得流体产生的作用的一种技术。
这一技术被广泛应用与航空、机械、气象、工程等领域。
随着计算技术的发展，近年来数值模拟在建筑抗风设计有了广泛应用，它可以模拟抗风设计中的基本风俗、设计风速、风压、风力及响应；和传统的风洞试验相比数值模拟技术既可以实现建筑的全尺寸模拟得到较高精度的模拟结果，还可以获得比较完整的模拟数据，更重要的是模拟的方法简单方便，成本较低。
高层建筑风荷载吸吹气控制的数值模拟研究
在位置方面，当吸吹气口设置在建筑物的顶部时，对风荷载的控制效果最为显 著。这主要是因为吸吹气口在顶部可以吸引来流，减少建筑物迎风面的风压， 从而降低风荷载。在尺寸方面，吸吹气口的宽度对风荷载的控制效果较为显著。 当吸吹气口宽度较小时，对风流的扰动作用较强，可以更有效地降低风荷载。 但是，当吸吹气口宽度过大时，会导致风流在建筑物表面的绕流加剧，反而增 加风荷载。因此，需要合理选择吸吹气口的宽度。
结论
本次演示基于CFD技术对建筑结构风荷载进行了数值模拟研究，探讨了不同建 筑结构和不同风速下的应力、变形、能量耗散等现象。通过与传统设计方法进 行比较，表明CFD技术在提高计算精度、优化设计方案、降低结构风险等方面 具有显著优势。然而，仍存在一定的局限性，如风场模拟的准确性、计算成本 等问题需要进一步解决。
二、高层建筑风荷载
1、风荷载定义：风荷载是空气流动对建筑物产生的压力和剪力。这种压力和 剪力的大小取决于建筑物的形状、高度、风速、风向以及与风向的相对位置。
2、风荷载类型：根据风对建筑结构的作用方式，风荷载可分为基本风压、脉 动风压和湍流风压。基本风压是指在平均风速下，垂直作用于建筑物表面的静 压力；脉动风压则是由于风速的随机变化产生的动压力；湍流风压则是由于建 筑物表面附近气流的不规则流动产生的动压力。
文献综述
高层建筑风荷载吸吹气控制的研究始于20世纪90年代，其目的是通过在建筑物 表面设置可调节的吸吹气口，控制风流的流动，以降低风荷载对建筑的影响。 根据文献综述，现有的研究主要集中在数值模拟和实验研究两个方面。
在数值模拟方面，研究者们利用计算流体动力学（CFD）方法，对高层建筑风 荷载吸吹气控制进行了大量的模拟研究。其中，Kim等（2015）通过数值模拟 方法，研究了吸吹气口的位置和尺寸对高层建筑风荷载的影响，并提出了优化 控制策略。实验研究方面，研究者们通过风洞实验和实地测试等方法，验证了 吸吹气控制在降低高层建筑风荷载方面的有效性（Wang et al., 2018）。
高层建筑周围定常风场的数值模拟
文章编号：1671-6612（2007）04-118-03高层建筑周围定常风场的数值模拟张 涛∗ 陈宝明（山东建筑大学热能工程学院 济南 250101）【摘 要】 通过对高层建筑周围定常风场的数值模拟与原型试验结果的比较，分析了在进行数值模拟时，入口边界条件和湍流模型等因素对计算结果的影响。
模拟结果表明，入口边界条件和湍流模型均对模拟结果具有较大影响。
其中，入口边界条件中速度分布对计算结果的影响大于湍流强度分布对计算结果的影响，而RNG k -ε湍流模型的计算精度优于标准k -ε湍流模型。
【关键词】 计算流体动力学，UDF ，高层建筑，数值模拟 中图分类号：TU834 文献标识码：ANumerical simulation of steady wind flow around high buildingsZhang Tao Chen Baoming(Institute of thermal energy Engineering,Shandong JianZhu University,Jinan ,Shandong,250101)【Abstract 】 Compared numerical simulation of steady wind flow around high buildings with full-scale building tests,the effect of inlet boundary condition and turbulence model on results is analysed.The results show that the effect of the two factors are both obvious.The effect of velocity distribution is larger than turbulence intensity and the calculation precision of RNG k-εturbulence model is better than standard k-εturbulence model.【Keywords 】 computational fluid dynamics(CFD),user defined function(UDF),high building,numerical simulation收稿日期：2006-09-13 ∗张涛，男，1982年2月出生，在读研究生。
六塔楼群体高层建筑风场数值模拟
山 西 建 筑
Ｓ－ ＆ Ｌ Ｉ ＼ＸＩ ，ＲＣＨ￡ ＥＣＦ Ｌ Ａ Ｆ ＵＲＥ
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文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ３ —０ １０ １ ０ —８ ５ ２０ ）００ ９ —２
之处主要 在于耗散率方程及 Ｃ 的表达式 两方面 ． 处的 ｃ １ 此 ／
（ ＋Ａ Ｕ ／ ）其 中 ， ＝４０ Ａ ＝， ｃｓ ＝ＣＳ （６ ） Ａ０ ｋ Ｅ ， Ａ０ ． ； ／ ｏ９； － ６ Ｏ √ Ｗ ／
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模 型以 １０角为对称轴 ， ８。 为了更合理 的评估实 际空间结构体 系 ，
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负风压的最大值在大 （ ） 群 的迎 风面上单体建筑物的拐角处。同时 ， ２ 最 负风压系数 其中， ＝１０ ＝１２ Ｃ ＝０ ９ Ｃ１ ￣ｘ０ ４ ，／ ＋５ ） ．， ． ， ２ ． ， ＝ｒ （ ．３ ｑ （ ） ． 部分风 向角下出现 在单体建筑 物的拐角 处 ， 大正 、 均 出现 在 ４ 。 向角 下 。 因此 ， 建 筑 覆 面 （ 幕 墙 ） 计 中 ， 适 ５风 在 如 设 应 （Ｅ ２ Ｅ ） ｋ ￡ ＥＪ （ “／ － ｏ ／ ， ｆ ＝ ａ ａ ７＋ ａ ，￣ ｉ ／ ， ＝ 丁 “／ ｘ ）２ Ｅ ３
六 塔 楼 群 体 高 层 建 筑 风 场 数 值 模 拟
周 丹
摘 要 ： 用 数值 模 拟 方 法 对杭 州 市 市 民 中心这 一六 塔 楼 群体 高层 建 筑 的 风场 进 行 了计 算 分析 ， 采 获得 了该 建 筑 与典 型规 则钝 体 建 筑所 不 同的 风场 分布 特 征 。 同 时 ， 出 了设 计 时可 用 的 整体 阻力 系数 值 。 给 关 键 词 ： 层 建 筑 ， 值模 拟 ， 高 数 风压 系数 ， 风荷 载 参 数
某超高层建筑风压的数值模拟研究
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔａｋｉｎｇ ４５。ｆｏｒ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｃｏｍｅｒ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｆｉｇｕｒｅ ｏｕｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｓ ａｎｄ ｗｉｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗｓ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．
Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃ ｌｅ ｓｅｌｅｃｔｓ Ｗｕｈａｎ Ｓｈｉｍａｏ Ｓｐｌｅｎｄｉｄ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｐｈａｓｅ ＩＩ Ａ２—１
Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉ－３ ｕｎｉｔ ａｓ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄ ＳＳＴ后一∞ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌｓ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅⅡ℃ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ·ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄ ｉｎｇ’Ｓ ｗｉｎｄ
ｓｐｅｅｄ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｉｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｆｉｇｕｒｉｎｇ ｏｕｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
研究生（签名）：燃导师（签名）：触．期耻 （保密的论文在解密后应遵守此规定）
武汉理工大学硕士学位论文
摘要
本文选择超高层建筑作为研究对象，此类建筑具有周期长、刚度小、受风 载影响大等特点，为了保证结构安全和结构舒适度必须着重考虑风荷载的作用。 因为现行规范中没有给出对于此类超高层建筑表面风压合适的计算方法，为了 适应实际工程抗风设计的需求，需要利用计算风工程的方法获得比较准确的建 筑物表面风压。
海岛超高层建筑风环境的数值模拟研究。
海岛超高层建筑风环境的数值模拟研究摘要：随着海岛城市高层建筑兴建量的与日俱增，由此而产生的风环境已不可轻视。
本文主要选用k-ξ湍流模型，应用CFD数值方法模拟高层建筑的风环境分布情况，从而分析风环境对建筑的影响和建筑对人的舒适感的影响。
总结一套符合海岛超高层建筑风环境的预估及评价方法，为今后的高层、超高层建筑的设计施工及现有建筑的环境改善措施等提供一个有效的参考平台。
关键词：高层建筑；风环境；数值模拟；舒适感0引言近年来，建筑风环境已经和热环境、声环境、光环境一样，越来越多的引起了人们的重视。
风是构成建筑室外环境的重要因素之一，随着海岛城市超高层建筑的逐渐增多，建筑风环境已成为了影响人对环境舒适感的一个重要因素。
室内外的风环境分布不仅影响建筑周围的气流运动，而且会在不同建筑之间形成风涡流等等，因此创造海岛地区良好的城市风环境，避免造成建筑附近的局部风害是势在必行的。
1数值模拟1.1物理模型建立和网格划分本设计采用Fluent前处理软件Gambit建立三维的建筑风环境几何模型。
在几何模型建立的过程中，尽量简化建筑模型，忽略一些对流场影响不大，却大大增加模拟难度额细节部分，方便网格的生成。
网格划分质量的好坏直接影响模拟结果的精度、可靠性以及模拟过程的稳定性和收敛性。
按照建筑形状将建筑计算区域的模型采用结构四面体网格进行网格划分，建筑局部区域的网格划分软件可以进行自适应加密，本建筑模型划分总网格数为585883个。
建立建筑物理模型和网格划分图如图1、图2所示：图1 模拟建筑的物理模型图2 计算区域网格划分图1.2数学模型建立风绕建筑周围气流流动按三维不可压缩湍流流体的定常流动计算，湍流模式选用k-ξ方程模型。
建筑物绕流运动满足连续性方程、动量守恒定律、能量守恒定律和组分守恒定律。
描述建筑模型的湍流偏微分方程组如下：（1）连续性方程：（2）动量方程：（3）能量方程：（4）组分方程：1.3边界条件的确定CFD数值计算式在有限区域内进行的，因此需要对计算区域的边界设置边界条件。
两种建筑群室外风环境数值模拟分析
收稿日期：2020-10-14作者简介：陈浩（1993-），湖南科技大学研究生毕业，主要研究方向：室内热环境动态分析，E -mail ：****************陈浩（深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司，广州 广东 510000）[] 摘要建筑风环境对行人的舒适性与安全、建筑节能和小区污染物的扩散等具有很大的影响。
通过对点式建筑群和板式建筑群的风环境进行数值模拟，并对小区的风环境品质进行评估。
结果表明：板式建筑群中易产生无风区域和涡旋区，不利于污染物的扩散，且当采用板式建筑群时，应当在四周种植植被抵挡来解决建筑群中风速过高问题，因此在城市建设中应多采用点式建筑群。
关键词风环境；自然通风；数值模拟] 中图分类号TU831文献标志码A doi ：10.3969/J .ISSN. 1005-9180.2020.04.005] [] Numerical Simulation Analysis of Outdoor Wind Environment ofTwo Kinds of BuildingsCHEN Hao（Guangzhou Branch of Shenzhen Huayang International Engineering Design Co .,Ltd ., Guangzhou ,Guangdong , 510000）Abstract: Building wind environment has a great impact on pedestrian comfort and safety, building energy saving and the diffusion of pollutants in the community. Through the numerical simulation of the wind environment of the point type building group and the plate type building group, the wind environment quality of the community is evaluated. The results show that The wind free area and vortex area are easy to be produced in the slab building group, which is not conducive to the diffusion of pollutants. When the plate type building group is used, vegetation should be planted around the building group to solve the problem of high wind speed in the building group. Therefore, the point type building group should be used more in urban construction.Key words: Wind Environment；Natural Ventilation；Numerical Simulation.两种建筑群室外风环境数值模拟分析由于建筑扰流的复杂性，最初的学者均采用风环境问题涉及行人舒适、安全以及建筑的设计功能是否合理等。
多幢高层建筑间风场数值模拟和风灾分析
摘要 ： 于 Ｆｕｎ 基 ｌｅｔ ６软件平 台， 对上海市某住宅 小区多个高层建筑的风场 进行 三维数值模拟研究 ． 首先采用英联邦
航空咨询理事会 （ Ｒ ） Ｇ Ｃ 标准模型进行可行性验证 ， 然后 对该小 区风场及建筑物 的风场进行 了数值模拟 ， 发现并 分析 了该实际建筑规划中的“ 喇叭 口” 风效应 ． 最后 ， 讨论 了街 区群楼 间高 度、 向、 风 风速 及建筑 布局等 因素 的改变 对风场和荷载的影响． 研究表 明， 合适 改变建筑 布局 、 增大间距 以及高度差能有效减小风荷载 ． 关键词 ： 高层建筑 ；风灾；湍流 ； 数值模拟
Ｓ－ ＩＥＮ ，ＷＡＮＧ ｏ ａ ，ＧＵ ｉｇ ， １ Ｑｉ Ｇｕ ｙ ｎ Ｍ ｎ
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风 灾是 自然 灾 害 中影 响 最 大 的一 种 ． 年 来 全 近 球风 灾频发 ， 如美 国的 “ 特 里娜 ” 风造 成 新 奥 尔 卡 飓 良市 整体 瘫痪 ， ０ ５年 我 国至少 有 “ 棠 ” “ 莎 ” ２０ 海 、麦
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高层建筑三维定常风场数值模拟
高层建筑三维定常风场数值模拟随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中的比例日益增加。
高层建筑在获得良好视野和土地利用率的也面临着风荷载问题。
因此，对高层建筑三维定常风场进行数值模拟具有重要意义。
本文将介绍高层建筑三维定常风场数值模拟的研究现状、存在的问题，并探讨相应的研究方法和实验设计。
在国内外相关领域的研究中，高层建筑三维定常风场数值模拟已经成为一个热点话题。
研究者们利用不同的数值方法和模型对高层建筑的风场进行了大量研究。
然而，由于高层建筑的风场具有复杂的三维特征，如何准确模拟风场仍然是一个挑战。
当前研究中还存在诸如风场参数选取缺乏标准化、计算效率低下等问题。
为了更好地研究高层建筑三维定常风场，本文采用了计算流体动力学（CFD）方法进行数值模拟。
建立高层建筑的三维模型，并考虑建筑物周围的自然环境和地形因素。
然后，利用CFD软件对风场进行数值模拟，通过求解流体动力学方程组得到风场的详细信息。
在模型构建过程中，采用了湍流模型来描述风场的湍流特性，并采用了适当的边界条件和初始条件来保证模拟的准确性。
在实验设计与结果分析方面，本文选取了一个真实的高层建筑为研究对象，通过CFD方法模拟了三维定常风场，并得到了建筑物表面的风速和风压分布情况。
同时，将模拟结果与风洞实验数据进行对比，发现二者具有良好的一致性。
从而证明了本文所使用的CFD方法在高层建筑三维定常风场数值模拟中的有效性和准确性。
本文通过对高层建筑三维定常风场数值模拟的研究，提出了基于CFD 方法的数值模拟方案，并成功应用于真实高层建筑的定常风场模拟。
模拟结果与风洞实验数据具有良好的一致性，验证了本文所使用方法的准确性和有效性。
然而，高层建筑三维定常风场数值模拟仍然面临许多问题和挑战。
比如，如何进一步提高计算效率，减少计算时间，以及如何处理复杂的地形和建筑物形状等问题。
未来可以针对这些问题开展更深入的研究，为高层建筑的风场模拟提供更为准确和高效的方法。
强风作用下超高层建筑风环境的数值模拟研究
Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｈｅ ｔ Ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ・ ｈ ｉ ｇ ｈ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ’ Ｓ ｗ ｉ ｎ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｉ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ Ｆ Ｖ Ｍ） ，
第２ ７卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ２月
制 冷 与 空 调
Ｒｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｉ ｒ Ｃｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ
、 ， ０１ ． ２ ７ Ｎ Ｏ． １
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３ ． ８ ６ ～８ ９
文献标识码 Ａ
Ｔｈｅ Ｎｕｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ Ｅｘ ｔ ｒ ａ — ｈｉ ｇｈ Ｂｕｉ ｌ ｄｉ ｎ ｇ Ｗｉ ｎｄ Ｅｎｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎｔ ｕｎｄｅ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｏ ｎｇ Ｗｉ ｎｄ Ｆｏ ｒ ｃ ｅ
０ 引言
超 高 层 建 筑 作 为城 市 现 代经 济 社 会 发 展 的主 流方 向，是 经济 发展 的标志 ，在城 市节 约用 地 、提 升城 市形 象等 多个方 面起 着举 足轻重 的作 用 。 在 我 国沿 海 地 区 ，风 力较 高 并且 多为 经 济较 发 达 的城 市 ，城 市 的建筑物 密度 日益 加大 ，超 高层建 筑 的群 聚现 象 曰益 明显 。风作 为一 种气 候要 素 ， 对 建筑 物 尤 其 是超高层 建筑 ，有着双 重 的作用 ，既能使 建筑 物 充分 利用风 能 ， 也能使 建筑物 受 到强风 等风 灾 的
风场进行 了数值模拟研究 。主要采用有 限容积法 ，使用计算流 体力学软件 ，分析 得到了不同类 型 建筑物 周围的风场和 风荷 载的分布情 况，对 于超 高层 建筑 的建筑结构设计 以及节能设计提供 了理
变攻角垂直轴风力机三维定常流场数值模拟
设计与研究变攻角垂直轴风力机三维定常流场数值模拟姚 激1,黄剑峰1,2,彭明军3,孙 勇3,袁伟斌4(1.昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650024;2.云南农业大学水利水电与建筑学院,云南昆明650201;3.昆明理工大学材料科学工程学院,云南昆明650093;4.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310014)N umerical Simulat ion on 3D St eady f or Different Angles of Attack of V ertical Ax isWind TurbineYAO Ji 1,HUANG Jian -feng 1,2,PENG Ming -jun 3,SUN Yong 3,YUAN We-i bin 4(1.Faculty of Civ il Eng ineer ing and Ar chitect ur e,K unming U niversity o f Science and T echno lo gy ,K unming 650024,China;2.Faculty of W ater Resour ces,H y dr aulic Po wer and A rchitecture,Y unnan Ag r icultural U niversit y,K unming 650201,China;3.Faculty of M ater ials Science and Eng ineer ing,K unming U niversit y of Science and T echno log y,K unming 650093,China;4.Co llege o f Ar chitect ur e and Civil Engineering ,Z hejiang U niv ersity of T echno lo gy ,H ang zho u 310032,China)摘要:应用Fluent 软件求解三维定常不可压N -S 方程,采用k - 湍流模型和SIMPLE 算法,结合MRF 复合坐标系技术,模拟垂直轴风力机(VAWT )的流场特性.获得并分析了不同攻角下的速度场、压力场分布,得到风轮叶片压力分布和转矩值.结果表明绕流场模拟能有效地反应风力机不同攻角下的流场状况,可为垂直轴风力机的工程设计提供理论依据.关键词:雷诺时均方程;垂直轴风力机;M RF 模型;k - 湍流模型中图分类号:T K83文献标识码:A文章编号:1001-2257(2011)07-0021-03收稿日期:2011-03-14Abstract:Using com putational fluid dy nam ics (CFD)softw ar e Fluent,3D steady incom pressible N -S equation w as so lved,and the flow characteris -tics of vertical axis w ind tur bine(VA WT)w as sim -ulated by using tur bulence m odel and SIM PLE a-l g orithm,besides com bined w ith the com plex co or -dinate system technolog y o f MRF.T he velocity field,pressure field distribution of differ ent ang le w ere obtained and analy zed,then the pressure dis -tribution of blade and the torque w er e o btained to o.T he results sho w ed that simulatio n of the am -bient flow field can r eflect the flow conditions o fdifferent ang les effectively,and could prov ide thereference to the engineering desig n of vertical axis w ind turbine.Key words:Rey no lds tim e averag ed equation;vertical axis w ind turbine;MRF model;k - turbu -lence mo del0 引言垂直轴风力机是一种无需迎风系统、传动简单的风力机.对于垂直轴风力机的叶片一般采用直叶片,即沿翼展方向为同截面.对垂直轴风力机性能预测模型有单流管模型以及Strick 提出的多流管模型,这两种模型可以计算过流断面风速和叶片上的气动力,但在高、低尖速比时求解可能出现不收敛的问题.随着计算机软/硬件技术的飞速发展,计算流体力学[1-2](CFD)技术逐渐成为研究风力机的重要手段.参考文献[3]针对小型H 型垂直轴风轮,选用RN G k - 两方程湍流模型与滑移网格技术,分析了弦长对小型H 型垂直轴风轮气动性能的影响;参考文献[4]中通过求解二维非定长不可压缩N -S 方程和k - SST 湍流模型,采用PISO 速度压力修正算法,结合滑动网格技术,研究了垂直轴风力机的流场特性.参考文献[5]采用k - SST 湍流模型对不同来流风速下的直叶片垂直轴风力发电机风轮进行二维数值模拟,分析了三叶片与五叶片风轮流场分布及压力场分布的异同.参考文献[6]采用滑移网格技术21 机械与电子 2011(7)设计与研究变攻角垂直轴风力机三维定常流场数值模拟对直叶片垂直轴风力机进行了非定常数值模拟,得到了尾流速度、特定过流面得速度分布规律.参考文献[7]应用大涡模拟(LES)对VAWT 气动特性进行了数值模拟.使用基于有限体积法(FVM )的商业软件Flu -ent,结合M RF 复合坐标系技术对某型垂直轴风力机进行流场模拟,研究其变攻角下垂直轴风力机的流场特性以及风轮叶片压力和转矩变化规律.1 数值方法1.1 控制方程流体流动受到质量守恒、动量守恒和能量守恒三大物理定律的支配.若用 表示通用变量,设 为u 、v 、w 3个方向的速度矢量和温度T 等求解变量; 为流体密度; 为扩散系数;S 为广义源头项;U 为u 、v 、w 3个方向矢量.即可得控制方程(即守恒定律的数学描述)的通用形式为:( ) t +div ( U )=div( gr ad )+S (1)1.2 湍流模型采用雷诺(Reynolds )平均法,设u i 、u j 为速度矢量;p 为压力;x 、x i 、x j 为方向矢量; 为湍动黏度; u i uj 为对应6个不同的雷诺应力项,即3个正应力和3个切应力.即求解雷诺时均(RAN S )方程,描述如下:t + x i( u i )=0(2)( u i ) t + x i (p u i u j )=- p x +x iu i x j- u i u j +S i (3)标准的k - 双方程模型需要求解湍动能k 和耗散率 的输运方程:Dk Dt = x i + i k kx i+G k -(4)D Dt = x i +i x i +G 1kG k -C 22k (5) t = Ck 2(6)G k = i u i x j +u j x i u ix j(7)表示湍动耗散率 为:= u i xk ujx k(8)其中, i 为湍流涡团粘性系数;G k 是平均速度梯度引起的湍动能k 的产生项;G 、C 1、C 2、 k 和 为经验常数.取值为:G =0.09,C 1=1.44,C 2=1.92, k =1.0, =1.3.2 算例2.1 计算实例和网格生成计算实例:三叶片H 型,来流风速v =15m /s,GOE0035翼型,弦长C =1.0m ,安装半径为6m,叶片高度为3.5m,转速为20r/min.根据攻角不同,分为6种计算工况,其中工况1为攻角3 ,工况2为攻角5 ,工况3为攻角8 ,工况4为攻角10 ,工况5为攻角15 ,工况6为攻角20.采用M RF 复合坐标系技术,计算域分成固定和滑动部分,叶片随滑动部分一起做旋转运动.计算域网格如图1a 所示,叶片周围网格如图1b 所示.计算域范围:x min =-16m ,x max =40m ,y max,min = 16m ,z min =0m ,z max =3.5m ,网格总数为556059,旋转区域网格数为35616,单元总数为512880.图1 计算域与网格风轮状态如图2所示,其中Blade N.1、Blad -eN.2和Blade N.3为风轮的3个叶片,编号分别为:B 1、B 2、B 3.图2 风轮状态2.2 边界条件风轮外流场如图1a 所示,风向由左向右,边界22 机械与电子 2011(7)变攻角垂直轴风力机三维定常流场数值模拟设计与研究条件设定如下:a.进口边界.速度边界条件,给定垂直进口速度为15m/s.b.出口边界.压力边界条件,给定出口压力为0Pa(相对压力).c.壁面边界.外流场南北边界为无滑移壁面边界,描述黏性流动中的零滑移壁面条件,默认设置.叶片和转动轴为壁面边界,描述黏性流动中的零滑移壁面条件,默认设置.相对旋转速度为0,方向由右手定则确定.d.叶轮旋转流体.M RF 模型(multiple refer -ence frame model),20r/min,方向由右手定则确定.MRF 模型称为复合坐标系模型,是Fluent 软件的一种解决静止和运动区域并存问题的方法.2.3 求解过程及收敛判定将建立的模型导入Fluent 中,进行数值求解.采用标准湍流模型,压力与速度耦合采用SIM PLE 算法求解,动量采用二阶迎风差分格式离散.在求解过程中,监控变量的残差、升力系数、阻力系数和力矩系数以判定求解过程是否收敛.3 数值结果分析限于篇幅,仅给出了工况2(即攻角为5 )的速度分布与压力分布.3.1 速度分布图3为整个计算区域的速度分布.从图3可以看出,上游流速接近入口流速,到风轮旋转区域流速逐渐增大.风轮叶片周围速度梯度明显,翼缘前端图3 计算域速度分布流速较大,其中以B3叶片翼缘前端流速最大.从风轮旋转区域到下游静止区域,形成一个狭长的尾流区域,该部分区域的风速大于自由气流的风速,且随着远离风轮旋转区域,速度逐渐减小.这主要是狭长区域内尾流与自由气流对流,两者的速度梯度引起附加的切变湍流.尾流与自由气流的混合,使得两者的速度梯度逐渐消失.3.2 压力分布图4为整个计算区域的压力分布.从图中可以看出,整个计算区域压力梯度变化较为平缓,上游进口处压力较大,在风轮的迎风面上,叶片所受压力较大,而在风轮的背风面上叶片所受压力较小,叶片所形成的压力差最终驱动风轮转动,此压力对旋转区域中心形成转矩推动风力发电机发电.图4 计算域压力分布3.3 转矩作用于风力机叶片的空气动力通过对叶片表面压力和剪切应力积分求得,空气动力乘以力臂就可以得到风力机叶片产生的转矩.表1为6个工况下3个叶片分别产生的转矩以及各个工况下的总转矩.从表1可知,在风速相同的情况下,风轮在不同的攻角下,同一位置上的叶片上的转矩不同.B1叶片的转矩都表现为推动风轮的转矩,且随着攻角的增加,转矩增加,工况6(即攻角为20 )的B1叶片的转矩最大.而B2与B3叶片的转矩则表现为随着攻角的增加,转矩由推动风轮的转矩过渡到阻止风轮转动的转矩,其中工况1(即攻角为3B2与B3叶片的转矩均最大,而工况6的B2与B3叶片的转矩均为阻止风轮转动的转矩.各个工况的总转矩有比较大的差异,工况2(即攻角为5 )的总转矩最大,而工况6(即攻角为20 )的总转矩最小.表1 各工况转矩表工况转矩(N m)B1B2B3总转矩(N m)1-2260.63-2006.97-3443.12-7710.732-2704.41-1982.37-3206.05-7892.823-3471.75-1361.17-2296.01-7128.934-3841.20+857.70-1646.75-6345.655-4726.68+1160.16-515.86-4082.376-5628.59+3617.56+639.95-1371.08注: -"表示推动风轮转动的转矩, +"表示阻止风轮转动的转矩.23 机械与电子 2011(7)设计与研究4 结束语数值方法是当今风力机研究的重要手段之一.通过建立模型,对三叶片(GOE0035翼型)垂直轴风力机在不同攻角下的流场进行了数值模拟,获得并分析流场特征.结果表明,叶片在流场的位置的不同,叶片产生的转矩不同;不同的安装角下,风力机的总转矩不同,对于计算模型,工况2(即攻角为5 )的总转矩最大,Fluent作为风力机的气动性能计算和预测是实际可行的.进一步改进模型或进行三维非定常数值模拟,能更加准确计算风力机的气动性能和载荷,但是数值方法的应用仍然受到计算机硬件和软件条件的限制.参考文献:[1] 王福军.计算流体动力学分析 CF D软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.[2] 韩占忠.F luent 流体工程仿真计算实例与分析[M].北京:北京理工大学出版社,2009.[3] 郑 云,吴鸿斌,杜堂正,赵宇波,柯 坚.基于叶片弦长的小型H型垂直轴风机气动性能分析[J].机械设计与制造,2009,(5):190-192.[4] 阳志钦,崔文篆.垂直轴风力机二维非定常流场数值模拟[J].现代制造工程,2009,(8):56-58.[5] 金雪红,梁武科,李 常.风速对垂直轴风力机风轮气动性能响[J].流体机械,2010,38(4):45-49.[6] 杨从新,巫发明,张玉良.基于滑移网格的垂直轴风力机非定常数值模拟[J].农业机械学报,2009,40(6):98-102.[7] Akiyoshi Iida A kisato M izuno,K eiko Fukudome.Nu-mer ical simulation of aero dy namic noise radiated for mvert ical ax is w ind turbines[A/CD].Pr oceeding s of18Int ernational Co ng ress on A co ustics,2004[C].作者简介:姚 激 (1974-),男,湖南岳阳人,讲师,博士研究生,研究方向为风力机叶片翼型及流场的数值模拟;黄剑峰 (1978-),男,云南楚雄人,讲师,博士研究生,研究方向为流体机械的数值模拟.304不锈钢紧凑拉伸裂尖应力强度因子有限元分析韦尧兵,刘俭辉,王风涛(兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州730050)Stress-intensity Fact ors A nalysis of304Stainless Steel CT of Crack T ipWEI Y ao-bing,LIU Jian-hui,WANG Feng-tao(School of M echanical and Elect ronical Eng ineer ing,L anzhou U niversity of T echnolog y,Lanzho u730050,China)摘要:304不锈钢结构在工程应用中经常发生疲劳断裂.利用有限元数值模拟方法对304不锈钢制成的紧凑拉伸试样进行二维分析,通过J积分计算应力强度因子.使问题满足平面应力条件,通过对数据处理,分析载荷大小和裂纹长度对应力强度因子的影响.把有限元计算的结果和经验公式对比,分析误差及有限元方法的可行性.关键词:304不锈钢;紧凑拉伸试样;J积分;应力强度因子;有限元方法收稿日期:2010-11-22中图分类号:TH114O346文献标识码:A文章编号:1001-2257(2011)07-0024-03Abstract:304stainless steel frequently in eng-i neering applications.Finite element num er ical mod-eling is used to make tw o-dimensional analy sis of compact tensio n specimens made by304stainless steel,calculating str ess intensity factor s by J inte-gr al.M aking the specimens meet the plane stress conditio ns,by data pro cessing,analy ze the effects on stress-intensity factors of lo ad mag nitude and24机械与电子 2011(7)。
十字形高层建筑风场数值模拟
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ４
十字形高层建筑风场数值模拟
葛义娇 ，范存 新
（ 江 苏 省 结 构 工 程 重 点 实验 室 ， 江苏 苏州 ２ １ ５ ０ １ １ ）
摘
要： 基 于计 算 流 体 动 力 学 软 件 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ６ ． ３ ， 采用 Ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｂ ｌ ｅ Ｋ — ｓ湍 流 模 型 对 十 字 形 高 层 建 筑 进 行 了 三 维 定 常 风 场
在 工 程应 用 中 ， 常用 风 洞试 验 的方 法来 获得 建 筑 物外 表面 的 风压 分布 和 确定 风 载体 型 系数 。但 是 风 洞
试 验存 在试 验 费用 高 、 周期 长 的问题 ， 更 重要 的是 不易 进行 大量 的参 数分 析性 质 的试验 。因此 与风洞 试验 相 对 应 的数值 模 拟 技术 以其 周期 短 、 费用低 、 参数 设 置 灵 活等 特 点 ， 在结 构 风 工 程领 域 中的应 用 越 来 越广 泛 。 通 常 认 为 数值 模 拟 方 法 的 最 大 缺 陷 在 于 其 可 靠 性 ，随 着 计 算 机 软 、硬 件 性 能 的提 高 和 计 算 流 体 动 力 学 （ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ Ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ， 简称 Ｃ Ｆ Ｄ） 理 论 的发 展 ， 越 来越 多 的研究 人 员 利用 数 值模 拟 方法 对 建筑 物 表 面及 其周 围 风场进 行 仿真 分析 ， 同时 以风 洞试 验结 果 验证 － ４ １ 。结果 表 明 ， 数值 模 拟方法 较好 的反 映 了建筑 物 表 面风压 的分布情 况 和周 围风 环境 的绕 流特 性【 １ ． ５ ］ 。 随着 我 国城 市化进 程 的加 快 ， 高层建 筑在 城 市建设 中的 比重越来 越 大 ， 在 建 筑平 面和 立 面形 式 上也 日趋 多样 化 、 个性化。 体 型不 规则 的建 筑结 构 日益增 多 ， 如平 面形状 复 杂 的十字 形 、 Ｌ形 、 Ｕ形 等建 筑 。 我 国现行 的 《 建 筑 结 构荷 载 规 范》 嘲 虽 然 对 不 同类 型 的建 筑 物 和结 构物 的风 载体 型 系数 进 行 了 规定 ， 但 没 有 考 虑建 筑 物
高层建筑周围定常风场的数值模拟
Ｏ 引言
随着计算机性 能的提高和计算流体动力学的 发展 ， 数值模 拟 技术 在建筑 风工程 中的应 用越 来越 广 泛 。与传 统 的风 洞试验 相 比 ， 数值 模拟 具有 以下 优点： ①成本低，所需周期短； ②不受模型尺度影 响，可以进行全尺度的模拟 ： ③可 以方便地变化各 种参数；④易于实现结构设计的数字化、一体化。 本 文 采 用 美 国 德 克 萨 斯 技 术 大 学 （ ｅａＴｃ Ｔ ｘｓｅｈ Ｕｎｖ ｒｉ ，Ｔ Ｕ）所 做 的原型 试验【作 为标准 ，利 ｉ ｓｙ Ｔ ｅ ｔ Ｉ ｌ
用专 业 的流 体 动 力 学 软件 平 台提 供 的 Ｕ ＤＦ （ ｓｒ ｕｅ
而作进一步的分析与讨论。
ｌ 学模型的建立 数
为 了计算单体建筑静态绕流风的流场， 在直角 坐标系下，采用 ｋ一占湍流模型的控制方程嘲的张
量形 式 为： 连 续性 方程 ：
动 量 方程 ：
—。 ａ ＝０ — ｃ
ｍｏ ｅ ｉ ｅ ｔｒｔ ａ ｔｎ ａ ｄｋ ｃｕ ｂ ｌ ｃ ｄ ｌ ｓｂ ｔ ｅ ｈ ｎ ｓ ｄ ｒ － ｒ ｕ ｅ ｅｍｏ ｅ． ａ ｔ ｎ ｄ１
［ ｙ ｒｓ ｃ ｍ ｕａｉｎｌ ｕｄｄｎ ｍｉ （ Ｆ ，ｓｒ ｅ ｎ ｄｆｎ ｔ ｎＵ ） ｉ ｉ ｉ ，ｕ ｒ ａｓ ｌ ｉｎ Ｋｅｗｏ ｄ ］ ｏ ｐ ｔ ｏ ａ ｆ ｉ ａ ｃ Ｃ Ｄ） ｅ ｆ ｅ ｃｉ （ ＤＦ， ｇ ｂ ｌｎ ｎ ｍｅｉ ｌ ｉ ａ ｏ ｔ ｌ ｙ ｓ ｕ ｄｉ ｕ ｏ ｈ ｈ ｕｄ ｇ ｃ ｍｕ ｔ
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ｄｆ ｅ ｎｔ ｎ）编程技术， ｅｎｄ ｕｃ ｏｓ ｉ ｆ ｉ 模拟计算了大气边界
层风速剖面指数分布 以及湍动能 ｋ和湍流耗散率 占的初 始化 分布 。选 取风 向垂直于 建筑物 时 ，建 筑
CAARC标准高层建筑三维钝体绕流风场数值模拟
CAARC标准高层建筑三维钝体绕流风场数值模拟聂少锋;周绪红;周天华;石宇【期刊名称】《土木建筑与环境工程》【年(卷),期】2009(031)006【摘要】基于计算流体力学软件平台Fluent 6.3,选用基于雷诺平均(RANS)的标准κ-ε、Realizable κ-ε、RNG κ-ε和SST κ-ω4种湍流模型对大气边界层中CAARC 标模的单栋高层建筑的三维定常风流场进行模拟分析,并将数值模拟结果与风洞试验结果进行了比较分析.结果表明:数值模拟较好地反映了高层建筑周围风环境的绕流特性和表面风压的分布情况,4种湍流模型均能给出满足工程应用精度的结果.在迎风面时,与试验结果吻合良好;在侧风面和背风面时,数值模拟结果介于NPL与TJ-2试验结果之间.迎风面均受有正压力,在迎风面的2/3高度处为最大,两边及底下最小.建筑物的背风面和侧风面全部承受负压力.4种湍流模型的模拟结果之间差异较小,为高层建筑钝体绕流的研究提供了依据.【总页数】7页(P40-46)【作者】聂少锋;周绪红;周天华;石宇【作者单位】长安大学,建筑工程学院,西安,710064;长安大学,建筑工程学院,西安,710064;兰州大学,土木与力学学院,兰州,730000;长安大学,建筑工程学院,西安,710064;长安大学,建筑工程学院,西安,710064【正文语种】中文【中图分类】TU312.1【相关文献】1.高层建筑周边三维瞬态风场的混合数值模拟 [J], 杨伦;黄铭枫;楼文娟2.高层建筑三维非定常风场并行计算的数值模拟 [J], 周月庭;吕令毅3.高层建筑三维定常风场数值模拟 [J], 杨伟;顾明4.CAARC标准高层建筑模型表面风荷载的数值模拟研究 [J], 左太辉;李庆祥;黄啟明5.标准低矮建筑TTU三维定常风场数值模拟研究 [J], 殷惠君;张其林;周志勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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取建筑物顶部高度 （655 8） 和风速 （:5 8 ； .5， % 5 为参考高度和参考高度处的风速， .， % 是流域中某高度 ・4 E " ） 本文取 5 ! 67， 取法与文献 ［ :］ 相同 ! 平均风速剖面采用 F*G(C1 提供 和对应的平均风速； $ 为地面粗糙度指数， 的 HIF （ G4(/0J(K+C(J KGCA1+2C4） 编程与 F*G(C1 作接口实现 ! 出流面： 由于出流接近完全发展， 采用完全发展出流边界条件 （ 2G1K*2L） ! 流域顶部和两侧： 采用对称边界条件 （ 4B88(1/B） ， 等价于自由滑移的壁面 ! 建筑物表面和地面： 采用无滑移的壁面条件 （ L)**） ! !"$ 湍流模型及壁面处理
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第8期
杨
伟， 等： 高层建筑三维定常风场数值模拟
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网格划分 &’() (*)’+’
钝体流动出现分离、 再附、 冲撞、 环绕及涡等一系列复杂的流动， 选用非平衡壁面函数以模拟壁面附近复 杂的流动现象 !
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计算结果及分析
压力等值线 量纲一的压力系数 !" 定义为
（$） !" # " " $!% " # *+ 式中： （操作压力取为 #， 即为动压） ； 取为 % ! ""& ’( " 为相对压力 % # 为建筑物顶部的风 ・) ； ! 为空气密度， ［$］ 速 & 两种模型迎风面和侧面的 !" 等值线与风洞试验 的比较如图 ",， "- 所示 & 两种模型背风面的 !" 等值线 与风洞试验的比较见图 ". & 图 ",， 两种湍流模型针对高层建筑抗风研究所关心的迎风面和处在分离区的侧面的风压计算， "- 表明， 与风洞试验结果基本吻合； 而两种模型计算结果之间很接近， 差别很小 ! 在迎风面， 两种湍流模型的计算结果
［)］ ［!］ 面临诸多困难 土木工程抗风研究的数值模拟在我国刚刚起步 ， 因此进行 O=L 计算中具有挑战性， * 目前， 这方面的研究很有必要 * 本文基于专业 O=L 软件平台 =0>52; ? 计算了单栋建筑 （长 U 宽 U 高 V !& - U !& - U 静态绕流的风流场 * 重点放在合理建立适应于钝体结构的数值风洞模型的探讨上， 包括网格的划分， !"" -）
万方数据
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第 #" 卷
要考虑模型对所求解问题的适用性 ! 文献 ［"， 探讨了各种湍流模型对钝体流场计算的适用性 ! 本文计算的 #］ 的标准 !" 几何模型为一长方柱 （模拟高层建筑） ， 选用实际工程中应用广泛的基于雷诺均值 （ $%&’） ! 模型和 近壁面配合非平衡壁面函数进行处理 ! 比较了两种模型数值模拟结果的差异， 并与风洞 $()*+,)-*( !" ! 模型， 但在钝体流场的数值模拟中具有代表性， 便于与试验结果对照， 试验数据进行对比分析 ! 模型外形虽然简单， 可以探讨它们在数值模拟钝体绕流的适用性 ! 对方柱的成功模拟将给更复杂钝体流动现象的数值模拟提供 有价值的参考 !
:;8+%(’+：R2 ;:/M S.S5J， ;:5 M;5.N1 4/2N K074K/50N 7K . DL :/3:,J/M5 6>/0N/23 /--5JM5N /2;7 .;-7MS:5J5 67>2N.J1 /M 2>, -5J/<.001 M/->0.;5N 6.M5N 72 =0>52; ? * " * B47 ;>J6>052<5 -7N50M， M;.2N.JN !" .J5 >M5N * ! -7N50 .2N @5.0/A.605 !" ! -7N50， E2N ;:5 :16J/N -5M: M<:5-5 /M .N7S;5N * B:5 N5;./05N <7-S.J/M72 65;4552 2>-5J/<.0 M/->0.;/72 .2N 4/2N ;>2250 ;5M; /M 3/P52 * B:5 J5M>0;M M:74 ;:.; 67;: M;.2N.JN !" ! -7N50 .2N @5.0/A.605 !" ! -7N50 /2 =0>52; ? * " <7>0N 3/P5 J5M>0;M KJ7- ;:5 P/54 7K 523/255J/23 .SS0/<.;/72 * T745P5J， ;:5 @5.0/A.605 !" ! -7N50 /M J50.;/P501 -7J5 J5.M72.605 * <$0 2,%/8：<7-S>;.;/72.0 4/2N 523/255J/23；:/3:,J/M5 6>/0N/23；2>-5J/<.0 M/->0.;/72 工程结构的抗风研究主要采用试验的方法在风洞中完成， 随着计算机硬件水平的飞速发展和 O=L （ <7-, 技术的不断完善， 出现了与试验相对应的数值模拟方法 * 数值模拟较之传统的风洞试 S>;.;/72.0 K0>/N N12.-/<M） 验主要有以下优点： 所需周期短、 效率高； 可以进行全尺度的模拟， 克服风 ! 成本低， " 不受模型尺度影响， 洞试验中难以满足雷诺数相似的困难； 及早发现问题； # 可以方便地变化各种参数， $ 易于实现结构设计 的数字化， 一体化 * 总之， 数值模拟较之传统的风洞试验有诸多优点， 数值风洞技术正逐渐成为辅助传统试验 风洞的强有力的工具 * 土木工程结构抗风的数值模拟有其自身的特点， 研究的对象多是钝体绕流问题 * 钝体流场的数值模拟在
第 D) 卷第 ? 期 !""D 年 ? 月
同 济 大 学 学 报 WXC@YEI X= BXYZWR CYR[+@GRB\
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高层建筑三维定常风场数值模拟
杨 伟， 顾 明
!"""’!） （同济大学 土木工程防灾国家重点实验室， 上海
摘要：基于软件平台 =0>52; ?， 采用混合网格进行网格划分， 选用标准 !" ! 和 @5.0/A.605 !" ! 两种湍流模型计算了大气 边界层中单栋高层建筑的定常风流场， 并将数值计算结果与风洞试验进行了比较 * 结果表明基于 =0>52; ? 的标准 !" 但相对而言， @5.0/A.605 !" ! 模型和 @5.0/A.605 !" ! 模型均能给出工程应用精度的结果； ! 模型更为合理 * 关键词：计算风工程；高层建筑；数值模拟 中图分类号：BC ’$D * !)D 文献标识码：E 文章编号："!&D # D$%F （!""D） "? # "?%$ # "&
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物理模型的建立
控制方程 计算风工程中， 钝体绕流问题的控制方程是粘性不可压 &).+(/0’123(4 方程 ! 基于雷诺平均的控制方程可 ! （ "%$ ）& 5 !#$
（"）
! ! !+ ! !%$ !( （ （6） * " %, $%, ) ) %$ ）( （ %$%) ）& * (# ( " " !’ !#) !#) !#) !#) !#$ 与耗散率! 输运方程不同 ! 其! 方程中生 $()*+,)-*( !" ! 模型的湍动能 ! 输运方程与标准 !" ! 模型相同， 成项与 ! 无关， 被认为更适于表达能谱传输 ! $()*+,)-*( !" ! 模型在范围广泛的流动现象包括分离流动中得到 验证 ! !"! 前处理 ! ! ! ! # 几何建模及网格划分 高层建筑的几何尺寸为 67 8 9 67 8 9 655 8， 计算流域取为 :67 8 9 :67 8 9 " 667 8， 建筑物置于流域沿 方柱的形状几何对称， 为了在有限的计算资源下提高计算精度和效率， 故 流向前 " ; # 处 ! 由于模拟定常绕流， 利用对称性沿纵向取一半流域进行计算 ! 对流域边界面及方柱表面首先用三角形单元进行离散， 柱面较密， 远离柱面的界面区域较稀疏 ! 在边界 面上共生成 77 <": 个节点和 """ =6: 个面单元 ! 体网格生成过程中， 首先在方柱表面生成 : 层包围柱体的棱 柱单元， 然后由边界面和棱柱单元的最外层表面向中间流域生长四面体非结构边界层网格 ! 计算表明， 这种 混合网格比完全非结构网格的精度提高 "5> ? 65> ! 经初始化和细化， 完成整个流域混合网格的划分， 最后 得到 ="< 7@@ 个体单元的混合网格 ! 网格划分如图 " 所示 ! !!!!! 边界条件的设定