建筑物风环境CFD模拟方法综述
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：第七代师兄本教程由百度文库账号：a谷雨c燕，原创，任何侵权行为，将追究法律责任和经济赔偿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0203040506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07080910参数设置及迭代计算（前3节，可免费试看）主讲人：第七代师兄本教程由百度文库账号：a谷雨c燕，原创，任何侵权行为，将追究法律责任和经济赔偿本教程由百度文库账号：a谷雨c燕，原创，任何侵权行为，将追究法律责任和经济赔偿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-节能本教程由百度文库账号：a谷雨c燕，原创，任何侵权行为，将追究法律责任和经济赔偿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感谢观看Thanks for watching主讲人：第七代师兄本教程由百度文库账号：a谷雨c燕，原创，任何侵权行为，将追究法律责任和经济赔偿风洞试验网格法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。
基于CFD的校园室外风环境模拟分析和优化设计
收稿日期：2022-01-04作者简介：胜兴（1985-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，硕士。
基于CFD 的校园室外风环境模拟分析和优化设计胜兴1，崔洁1，季爱宇2，李晖1，刘宇昕1（1.沈阳工程学院能源与动力学院，辽宁沈阳110136；2.辽宁长鑫工程技术有限公司，辽宁开原112300）摘要：针对某大学校园的室外风环境问题，建立校园内建筑的三维计算模型，通过PHOEN ‐ICS 软件确定合理的计算区域、网格划分及边界条件，利用模型算法对夏季和冬季的校园风环境分别进行模拟计算。
根据模拟结果，探讨校园内存在的风环境问题及形成的原因，结合相关的评价标准及行人的舒适度对室外风环境做出评价，总结该高校校园的风环境特征，从校园整体布局、建筑群布局优化、建筑单体设计等方面提出优化风环境的策略，为校园的建设和规划提供参考和借鉴。
关键词：校园建筑；CFD 模拟；室外风环境中图分类号：TU119文献标识码：A文章编号：1673-1603（2023）03-0001-05DOI ：10.13888/ki.jsie （ns ）.2023.03.001第19卷第3期2023年7月Vol.19No.3Jul.2023沈阳工程学院学报（自然科学版）Journal of Shenyang Institute of Engineering （Natural Science ）风环境作为室外影响人体舒适度的重要因素之一［1-2］，已经受到业内诸多学者的关注。
目前，研究室外风环境的方法主要有3种：实地测量、风洞试验及使用计算流体力学（CFD ）技术对流场进行模拟。
张泽超等［3］利用HYBPA2019软件，对某住宅区室外风环境进行了模拟研究，得到了该小区冬夏两季的风速、风压及空气龄数值。
单雅琪［4］利用ENVI-met 模拟了布局模式在高层住宅园区内的冬季风环境情况，分别从风速值和风速变化比两个方面分析了建筑周围的风环境，得出了高层建筑园区内的不同布局形式对建筑室外的风环境的影响。
建筑设计中的CFD仿真
CFD仿真在建筑设计中的应用建筑设计是一个比较复杂的系统，包括选址、功能设计、资源利用、节能设计、绿化设计、水环境设计、风环境设计、光环境设计、声环境设计等。
在绿色建筑构建全过程内，需要对建筑设计、建筑性能等多个参数进行模拟计算，主要包括建筑室内外风场的模拟计算、建筑能耗模拟计算、热岛强度模拟等。
自从1974年CFD技术被首次应用于空调设备工程模拟空气流动以来，CFD 技术进人建筑领域已有几十年历史。
建筑室外风环境作为绿色建筑的重要组成部分，良好的建筑室外风场不仅可以营造安全、舒适的建筑风环境，利于污染物的排放，避免二次风的出现。
借助CFD技术，在建筑设计过程中提供一种基于气候的思维方法，进行设计验证、客观分析和科学预测，针对特定的建筑风环境条件下建筑场地、技术和形态布局的研究，形成一种系统化的设计体系。
整体流场图局部流场图整体压力分图局部压力分布图Clabso软件对某地区公共建筑群外流场和风压进行仿真计算。
可以发现局部出现流动分离、涡的脱落和振荡，这些现象会在建筑物室内产生噪音，影响室内人员的工作和休息。
另外，还可研究不同风速下城市空气污染、自净能力、局部强风等因素，在建筑物设计阶段进行风环境评价。
绿色建筑同样也强调室内环境,。
在建筑功能设计阶段，可以用CFD技术模拟火灾发生时烟雾的扩散情况，帮助建筑师在较难确定烟雾走向的复杂空间里合理安排疏散交通；在节能设计中，可以利用CFD技术模拟建筑室内通风、人体舒适度、室内温度等指标，从而用最低能耗满足人们所需的舒适空间。
电影院模型电影院气流模拟流畅图Clabso对某电影院放映厅内部气流进行仿真计算。
可以发现在前排区域和后排区域都出现了强烈的旋涡流动，在该区域的观众会感到不适，影响观影。
另外从放映厅是人员密集型场所，可以通过该软件研究该场所的排烟系统，确保人员安全。
办公室内环境的好坏直接影响着人体健康、舒适度、工作效率等，人的热舒适感主要建立在人和周围环境正常的热交换上。
某建筑群室外风环境的CFD模拟与评价
地面风速基本在 2 m / s 以下， 这样不容易吹起地面上的尘土， 有利 在换乘大楼东侧的公 于提升建筑群周围的空气质量 。与此同时， 路上具有较大风速， 其风速值达到 2． 4 m / s， 有利于公路上行驶汽 车尾气的排放。换乘大楼西侧及东侧空间上具有 2． 5 m 左右的 有利于换乘车辆的废气排放 。建筑物周围没有明显不利于 风速， 污染物扩散的涡旋。 图 2b） 给出距地面 7． 2 m 处的速度分布。 当夏季吹南风时， 购物中心， 酒店写字楼的西面具有较大风速， 其值达到 2． 5 m / s。 在此风速下， 如果能够结合合理的建筑开窗， 将有效的起到建筑 。 节能的作用 备班楼及换乘大楼可在南向和北向同时开窗， 从而 提到夏季自然通风的通风效率 。 与此同时， 换乘大 形成穿堂风， 楼及备班楼内的尾气会被南风带向东北方向， 不会流向购物中 心， 酒店写字楼所处区域。 这对购物中心， 酒店写字楼的空气质 量有利。 2 ） 冬季 2． 4 m / s（ NNW） 。
1
ห้องสมุดไป่ตู้
数值计算
根据对建筑室外风环境流场湍流特性的初步分析， 建立描述 ［3 ， 4 ］ 其气流 运 动 特 性 的 方 程 为 基 于 Boussinesq 假 设 基础上的 Reynolds 时均的包括连续性方程 、 动量方程、 能量方程、 状态方程 的控制方程组。为使方程的封闭， 湍流模型采用标准的 κ—ε 双 方程模型。其控制方程组如下： （ ρ） + div（ ρU） = div（ Γgrad） + S t （ 1）
2． 北京中外建建筑设计有限公司西北分公司， 陕西 西安 710055 ）
要： 针对某已设计建筑群， 运用数值模拟软件在夏季 、 冬季和全年三个典型工况下， 分别对其进行了室外风环境模拟， 主要根
基于CFD的村镇房屋室外风环境模拟分析和优化设计
2017年第11期（总第45卷第321期)建筑节能■绿色建筑与设计doi：10.3969 /j.issn. 1673-7237.2017.11.003基于CFD的村镇房屋室外风环境模拟分析和优化设计张兆昌，范旭红，杨帆，王军，袁明洋(江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江212013)摘要：与城市居民相比，村镇居民对室内外自然通风的依赖性更大。
村镇房屋由于缺乏规划，风环 境的研究还很少。
通过实地测量绘制示范村平面布置图及其周围建筑图，借助CFD模拟分析，对其室外风场进行定量分析和设计优化。
模拟得出：各工况下示范村整体室外风环境良好，但是由于过渡季来风方向经过东侧工厂区造成空气环境质量较差，建议示范村东侧增加高大绿化带；大多村镇房屋均围有围墙，造成夏季一层通风不畅，建议采用“传统篱笆、栅栏等围合”或者“砖砌栅栏”等方式。
关键词：村镇房屋；CFD模拟；室外风环境；优化设计中图分类号：TU023 文献标志码：A文章编号：1673-7237(2017)11-0011-05Simulation Analysis and Optimization Design of Outdoor WindEnvironment of Rural Houses Based on CFDZHANG Zhao- chang，FAN Xu- hong，YANG Fan，WANG Jun，YUAN Ming- yang (School of Civil Engineering and Mechanics，Jiangsu University,Zhenjiang212013，Jiangsu,China)Abstract：Compared with urban residents，the rural residents are more dependent on natural ventilation. Due to the lack of planning，the study of wind environment is very seldom. The paper draws the plan of demonstration village and its surrounding buildings. By CFD simulation analysis，quantitative analysis and design optimization of outdoor wind field is studied. Simulations show that outdoor wind environment of the demonstration village is good. But in transitional season，wind flows through the East Industrial Zone，causing poor quality of air environment，so increasing the green belt on the eastern side is proposed；In summer，most rural houses are surrounded by walls，causing a poor ventilation on the first floor，so the use of “ traditional fence”or “ 1. 5 meters brick wall +fence”are proposed.Keywords：rural houses；CFD simulation；outdoor wind environment；optimal design〇引言村镇房屋建设时由于缺乏合理的规划，村镇房屋 布局和个体房屋布置随意性均较大大加室外风环境 影响因素多且复杂，导致村镇室外风场多种多样，风 场分布严重不均匀。
室外风环境模拟分析报告-某小区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程
某小区项目室外风环境模拟分析报告（模板）项目名称：委托单位：咨询单位：设计单位负责人：审核人：编制人：报告日期：20XX-10-10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XX市XX街道XX北路以东、新北路以北，地理位置优越，交通便利。
拟建10栋高层住宅、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20万m2，总建筑面积15万m2，计容面积2万m2，总建筑占地18万m2，容积率2.2，建筑密度30.3%，绿地率25.3%。
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。
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）。
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）。
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。
另一方面，就建筑外环境而言，对建筑内部居者的生活确有着重要的影响。
建筑小区二次风、小区热环境等问题日益受到人们的关注。
采用CFD 技术可以方便地对建筑外环境进行模拟分析，并结合地形地貌，建筑布局，绿化水景等设计，构建出良好的区域风环境。
建筑物风环境CFD模拟方法综述
建筑物风环境CFD模拟方法综述于凤全【摘要】结合通用CFD软件包的特点,介绍了计算机流体力学(CFD)的模拟方法,探讨了各类公式以及参数设置的基本模式,为建筑物环境风数值模拟总结出理论依据.【期刊名称】《广东石油化工学院学报》【年(卷),期】2010(020)001【总页数】4页(P72-75)【关键词】风环境;CFD;数值模拟【作者】于凤全【作者单位】徐州师范大学,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TU834计算流体力学是20世纪60年代起伴随计算机技术迅速崛起的学科。
经过半个世纪的迅猛发展,这门学科己相当成熟。
由于CFD软件是专业性很强的高科技产品,很多用户对其性能特点和技术背景了解很少,对CFD软件的认识也比较模糊。
随着CFD通用软件的推广,其用户与潜在用户在迅速增加,不少人迫切希望对CFD软件有个较全面的了解,本文将根据作者了解的情况从理论方法上做一综述[1-7]。
1 风流动特性1.1 大气边界层图1 大气边界层风吹过地面时,受到地面上的各种粗糙元(森林、山峰、建筑物等)产生的摩擦阻力作用而使得风速减小,这一层受地球表面摩擦阻力影响的大气层称为大气边界层(如图1所示)。
大气边界层的厚度依风力、地形粗糙度及维度而定。
大气边界层内的风速随高度而增大,边界层顶的风速称为梯度风速。
建筑物通常建在大气边界层内,所以大气边界层内的气体流动问题是建筑设计人员最关心的问题。
不同地面条件产生的大气边界层特征主要包括平均风速剖面、湍流结构等方面。
平均风速沿高度变化的规律称为平均风速梯度或风剖面。
平均风沿高度变化规律有两种表达形式,即按实测结果推得的指数风剖面和按边界层理论得到的对数风剖面。
1.2 指数风剖面G.Hellman在1916年提出指数规律,后来由A.GDavenport根据多次实测结果分析并提出平均风沿高度变化的规律可用指数函数来描述,即:式中为标准参考高度和标准参考高度处的平均风速,我国标准高度取为10m,z为任一高度和任一高度处的平均风速;α为地面粗糙度指数,地形越粗糙,地表为气流的阻滞作用越强,α也越大。
多层居住建筑布局的风环境评价与CFD模拟
智能规划NO.08 202363智能城市 INTELLIGENT CITY 多层居住建筑布局的风环境评价与CFD模拟胡宁宁 王梦娜（林州建筑职业技术学院，河南 安阳 455000）摘要：文章旨在利用建筑风环境解决多层民用建筑的节能问题。
依据《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2019）等规范要求，运用计算流体力学软件（CFD）对3种不同的多层民用建筑平面布局形式进行风环境模拟分析，分别对其建筑周围风环境进行综合分析评价。
研究结果表明，3种建筑平面布局中，斜列式建筑布局风环境综合评价最高，行人高度区建筑风环境最适宜，同时更利于建筑节能。
关键词：多层居住建筑；建筑布局；建筑风环境；CFD中图分类号：TU119文献标识码：A文章编号：2096-1936（2023）08-0063-03DOI：10.19301/ki.zncs.2023.08.021良好的室外建筑环境不仅可以促进室内自然通风以减少能耗，并避免“二次风”伤害，还可以提供舒适的室内外环境。
例如，冬季建筑物所在区域风速过大，会增大冷风渗透和采暖负荷，同时影响户外人员的正常活动；风速过小，则不利于室内自然通风和空气污染物的扩散。
根据《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2014）[1]要求，在冬季气候条件下，建筑周围人行区风速不要超过5 m/s，且室外风速放大系数不应超过2，建筑迎风面和背风面的风压差异不应大于5 Pa。
在过渡季和夏季，场地活动区不应出现涡旋或无风区，且室内外表面的风压差应大于0.5 Pa。
尽管气象条件无法改变，但良好的建筑布局形式可以减少外界环境对建筑节能的负面影响。
本研究以某高校待建多层民用建筑为对象，并对其建筑周围风环境进行综合分析评价。
1 建筑风环境的分析方法建筑风环境评价主要有3种方法：建筑设计者根据从业经验粗略估算法、风洞试验法和计算流体力学仿真模拟法（CFD）。
CFD仿真模拟法不需要实体模型，只需要通过模型计算模拟结果。
试析室外风环境CFD模拟
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、加快模型制作的速度，建筑规划设计人员往往需要忽略实际建筑群当中的微小凹凸处，直接选用与实际建筑接近的模型，通过计算结果进行准确分析。
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。
另一方面，就建筑外环境而言，对建筑内部居者的生活确有着重要的影响。
建筑小区二次风、小区热环境等问题日益受到人们的关注。
采用cfd 技术可以方便地对建筑外环境进行模拟分析，并结合地形地貌，建筑布局，绿化水景等设计，构建出良好的区域风环境。
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技术AbstractIn 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.Keywords: Building wind environmentCFD technology0.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。
基于CFD的某高层住宅小区室外风环境模拟分析
体的 连 续 性 方 程、 动 量 守 恒 方 程 和 能 量 守 恒 方 程［５］ ，方程如下
∂（ ρφ） ∂ｔ
＋
ｄｉｖ（ρＵφ） ＝ ｄｉｖ（Γｇｒａｄφ）
＋
Ｓφ
，
式中， ρ 为密度； Γ 为广义扩散系数；Ｓ 为广义源
项；Ｕ 为速度矢量； φ 为通用因变量；ｔ 为温度．
由于建筑小区内空气流动一般属于不可压缩，
区域为 １ ８００ ｍ×１ ５００ ｍ×３００ ｍ（ 长×宽×高） ．
图 １ 功能分析
计算流体动力学 ＣＦＤ 被广泛用于模拟实际建
筑工程，它首先在计算机上建立建筑群周围及内部
计算模型，然后对其进行数值求解，最终便可以得 到所要求物理量的近似值［３］ ．通过对建筑物室外风
环境流场湍流特性的分析，建立描述气流运动特性 基于 Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ 假设［４］ 的基本控制方程组，包括流
文章编号：１００９－ ２２６９（ ２０１８） ０４－ ００３６－ ０５
基于 ＣＦＤ 的某高层住宅小区室外风环境模拟分析
宋辰辰，黄昌辉
（ 安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 ２３０６０１）
摘要：室外风环境对建筑物的影响是绿色建筑的一项重要研究内容． 运用 ＣＦＤ 数值模拟软件对 合肥某高层住宅小区在夏季、冬季及过渡季节 ３ 种工况下的室外风环境进行了数值模拟，通过分 析建筑群的风速和风压分布情况，评价当前设计方案下住宅周围室外风环境的质量． 结果表明： 现有建筑布局基本符合绿色建筑评价标准中对住宅室外风环境的要求． 最后对小区室外风环境 分析中局部存在的问题提出了优化建议． 关键词：室外风环境；绿色建筑；ＣＦＤ；数值模拟；建筑群 中图分类号：ＴＵ１１９ 文献标志码：Ａ
０ 引言
住宅小区所处的室外风环境对建筑整体舒适 性起到了很大的作用，对建筑物自身及对小区的室 外环境都有非常大的影响［１］ ． 若风速较大，则会引 起强烈的噪声，让居住者的舒适感大大降低． 尤其 在炎热的夏季和寒冷的冬季，室外的风环境直接决 定着居住环境的舒适性．冬季由于人们会通过关闭 门窗来得到室内的热环境，这将使风不足，会造成 室内空气闷热． 对小区室外环境来说，如果建筑布 局不合理，室外通道中很容易出现狭道风，以及在 转角处形成角隅风，当风速过大时会影响行人的舒 适安全性．如果通风不畅，很容易出现漩涡，造成污 染物堆积对环境造成恶劣的影响［２］ ．因此在小区规 划阶段，对住宅区的室外风环境进行模拟分析及评 价有着重大意义． 合理规划设计，防止不利的风环 境对住户造成影响，科学合理的布局将自然风为人 们所用，为小区提供良好的室外风环境，保证室内 有良好的通风，不仅可以减少空调风扇的使用，实 现节能减排、节约经济，而且可以提高业主居住的 舒适度．对于特定地区所得出的室外风环境模拟分 析结果，对当地的住宅区建设具有良好的参考和指
基于cfd风环境模拟包头市某小区风环境综合研究
s,风 速 由
于建筑物 的 遮 挡 而 增 加,
SO２ 、
NO２ 、
PM２
５ 浓 度 相
对较小,
当风速 ＞１
８m 时,
PM１
０ 与 风 速 成 正 相 关,
即风速越大 PM１
０ 越高.包头市夏季白天平均温度
为２
适宜 风 速 为 ０
７℃ ,
５
１m/
s,整 体 感 觉 在 有 风 时
强烈.对包头本小区整体说,
运用 CFD 软件,
对包 头 市 某 小 区 的 风 环 境 进 行 模 拟 分 析,分 析 了 冬 夏 两 季 风 对 小 区 内 风
摘 要:
速、
风压,
指出了局部风环境的风舒适度、
热舒适度和大气污染扩散能力,
为包头市绿色建筑规划提供设
计参考.
关键词:
风环境;
风舒适度;
污染扩散
中图分类号:
较大,
会影响人 们 身 体 舒 适 度 和 居 住 的 安 全 性. 尤
其是在高层建筑的的转角处,
局部的大风,
还会给留
下大量的建筑及生活垃圾,
给行人和行车带来不便.
２ 某社区空间布局
某社区内共有 ８ 栋建筑,
方向大致面南背北,
均
为 ６ 层建筑,
每层建筑南北方向距离约为 ２
东西
５m,
距离约为 １
０m,周 围 建 筑 多 为 六 层 建 筑,沿 街 有 高
０ 浓度较大.
３
３ 分析结论
从对夏季 SE 向风和冬季 N 向风影响下的小 区
风环境分析来看,
小区内的风环境能形成以下结论.
内 蒙 古 科 技 与 经 济
室外风环境模拟分析报告-某小区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程
某小区项目室外风环境模拟分析报告（模板）项目名称：委托单位：咨询单位：设计单位负责人：审核人：编制人：报告日期：20XX-10-10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XX市XX街道XX北路以东、新北路以北，地理位置优越，交通便利。
拟建10栋高层住宅、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20万m2，总建筑面积15万m2，计容面积2万m2，总建筑占地18万m2，容积率2.2，建筑密度30.3%，绿地率25.3%。
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。
基于CFD模拟的住区风环境评价
基于CFD模拟的住区风环境评价摘要：介绍了住区风环境评价的要求，以及CFD模拟方法湍流数学模型的选取、建立及相应的边界条件。
应用计算流体力学软件PHOENICS对某住区的夏季风环境进行了模拟分析，说明了评价住区风环境的方法。
关键词：数值模拟，风环境，住区Abstract: This paper describes the requirements of wind environmental assessment of residential area and the selection, establishment and the corresponding boundary conditions of the mathematical model for CFD simulation, and expounds the methods of the wind environmental assessment in residential area based on the simulation analysis of summer wind environment of a residential area by the computational fluid dynamics software PHOENICS.Key words: numerical simulation; wind environment; residential area住区建筑的通风环境与室内空气质量密切相关，直接影响居住者的身心健康和生活质量，同时也影响到建筑运行能耗。
目前用于建筑室外风环境评价的方法主要有风洞试验法和数值模拟法。
风洞试验方法结果可靠、直观，但试验周期较长，模型制作代价昂贵，应用受到一定限制。
而CFD (Computational Fluid Dynamics)方法成本低、速度快、具有模拟真实条件的能力，随着数值模拟理论的不断成熟和完善，在工程实践中得到越来越多的应用。
建筑物风环境CFD模拟方法综述
建筑物风环境CFD模拟方法综述
于凤全
【期刊名称】《广东石油化工学院学报》
【年(卷),期】2010(020)001
【摘要】结合通用CFD软件包的特点,介绍了计算机流体力学(CFD)的模拟方法,探讨了各类公式以及参数设置的基本模式,为建筑物环境风数值模拟总结出理论依据.【总页数】4页(P72-75)
【作者】于凤全
【作者单位】徐州师范大学,江苏徐州221116
【正文语种】中文
【中图分类】TU834
【相关文献】
1.基于CFD风环境模拟包头市某小区风环境综合研究 [J], 丁玉贤
2.基于实测及CFD模拟的辽东半岛滨海村落风环境研究 [J], 李世芬;姚泽楠;庞心怡
3.基于CFD不同布局下的高层建筑群风环境模拟 [J], 张宇佳;闫铂
4.基于CFD的夏热冬暖地区高校校园室外风环境模拟分析与设计优化——以汕头大学东校区项目(三期)规划设计方案为例 [J], 郭嘉;李贤泽
5.基于CFD建筑室外风环境数值模拟技术的景观设计研究——以滁州市正大饲料厂为例 [J], 刘怡然
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ ） ｛ｖ ｌ ） ｚ ＝ ＊ｌ １ （
（） ２
式 中，， 为地面粗糙长度 ， 是地面上湍流漩涡尺寸的量度 ， 大小 由经验确定 ， 一般略大于地 面有效障碍物
高度的 １ ０ Ｚ ／ ；ｔ １ 是有效高度；， 是摩擦速度或流动剪切速度 ； ） １＊ １ （ 是大气边界层 内 高度处 的平均风
称为平均风速梯度或风剖面。平均风沿高度变化规 律有两种表达形式 ， 即按实测结果推得 的指数风剖
面 和按边 界层 理论 得到 的对数 风剖 面 。
１２ 指 数风 剖面 ．
图 ｌ 大 气边 界 层
摩
Ｇ Ｈ ｌ ａ 在 １１ 年提出指数规律 ， ． ｅｍ ｎ ｌ ９６ 后来由 Ａ ＧＤ ｖ ｐｒ根据多次实测结果分析并提 出平均风沿高 ． ａ ｎｏ ｅ ｔ 度变化的规律可用指数函数来描述 ， 即： ｙ ｚ／ 。 Ｚ ｚ］ （）ｖ ＝（ａ 。 ／ （） １
基金项 目： 江苏省研究生培养创新工程项 目（Ｘ８－ ８ ）徐州师范大学研究生培养创新工程项 目（８ Ｌ０２ Ｃ ０Ｓ ０Ｒ ； ０ ０Ｙ －０） Ｘ
作者简介 ： 于风全 （ ７～ ） 山东临沂人 ， １２ ， ９ 硕士 ， ， 讲师 从事体育教育训 练学研究 。
第１ 期
于凤全 ： 建筑物风环境 Ｃ Ｄ 拟方法综述 Ｆ模
计算流体力学是 ２ 世纪 ６ 年代起伴随计算机技术迅速崛起 的学科。经过半个世 纪的迅猛发展 ， ０ ｏ 这 ｆ＠科己相当成熟。由于 Ｃ Ｄ软件是专业性很强的高科技产品， － ｌ Ｆ 很多用户对其性能特点和技术背景 了解
很少 ， Ｃ Ｄ软件 的认 识 也 比较 模糊 。随着 Ｃ Ｄ通 用 软件 的推广 ， 对 Ｆ Ｆ 其用 户 与潜在 用户 在迅速 增加 ， 不少人
７ ３
《 建筑结构荷载规范） Ｇ Ｓ０９ ２ｏ） （ Ｂ ００ — ０ １将地貌按地 面粗糙度分为 Ａ、 Ｃ Ｄ 四类。这 四类地貌的地面粗 、 、
糙度指数 口和梯度风高度 取值如表 １ 所示 。
表 １ 地 貌地 面粗 糙度
１ ３ 对数 风 剖面 ．
对数风剖面是平均风剖面的另一种重要形式。由 Ａ Ｃ． ． 冈津提出近地面的下部摩擦层 比较负荷对数
ｄ ＋ ’＋ ｄ ＝０ ％ ， ｄ （） ’ ３
动量守恒定律数学表达式是运动方程 ， 还称为 Ｎ ｖ ｒ Ｓ ｋｓ ａｉ — ｔ ｅ 方程。通过对流动空间中流体微元的受 ｅ ｏ 力情况和运动情况的分析 ， 可导出 ， ， 三个方程运动方程的方程式 ： Ｙｚ
ａ’ ￡ 。 ａ ＋ ｔ 。
度 而增大 ， 界层 顶 的风 速 称为 梯 度 风 速 。建筑 物 ｒ 边
自由大气
通常建在大气边界层 内， 以大气边界层 内的气体 所
流 动 问题 是建 筑设 计人员 最关 心 的问题 。不 同地面
∽
条件产生 的大气边界层特 征主要包括平均风速剖
边 界 层
厚
面、 湍流结构等方面。平均风速沿高度变化的规律
速 ； 是卡曼常数 ， ｋ 可取 ０４ ．；
一
些资料认为近地面的下部摩擦层对数律更符合风速实测资料 ， 对数律与指数律计算结果差别不大 ，
但指数律计算更简便 。
２ 复 杂体 型 建 筑物 数 值 模 拟 方 法综 述
２ １ 粘性 不可 压缩 流体 的控 制 方程 ．
流体运动所遵循 的规律是有三大守恒定律 ， 即质量守恒定律、 动量守恒定律、 能量守恒定律。这三大 定律对流体运动的数学描写就是流体动力学的基本控制方程组 。 质量守恒定律数学表达式即为连续方程。对于不可压缩的流体流动 ， 密度为常数 ， 其表达式如下 ：
式中，。 为标准参考高度和标准参考高度处的平均风速， ｚ、 。 我国标准高度取为 １ｍ ｚ ｖ ０ ， 、 为任一高度和任
一
高度处的平均风速； 口为地面粗糙度指数 ， 地形越粗糙 ， 地表为气流的阻滞作用越强 ， ａ也越大。我国
收稿 日期 ＂０ ８ ２ ５ 修回 日期 １０９— ２ ６ ． ０ —１ —１ ； ２ ２０ ０ —１
迫切希望对 Ｃ Ｄ软件有个较全面的了解 ， Ｆ 本文将根据作者了解的情况从理论方法上做一综述［ ７ １］ －。
１ 风 流 动特 性
Ｉ １ 大气 边 界层 ．
风吹过地面时 ， 受到地面上的各种粗糙元（ 森林 、 山峰、 建筑物等） 产生的摩擦阻力作用而使得风速减 小， 这一层受地球表面摩擦阻力影响的大气层称为大气边界层 （ 图 １ 如 所示） 。大气边界层的厚度依风力、 地形粗糙度及维度而定。大气边界层 内的风速随高
第 ２卷 ０
第１ 期
茂名 学院 学报
Ｊ ＵＲ ＡＬ Ｏ Ｏ Ｏ Ｎ Ｆ ＭＡ Ｍ Ｇ Ｉ Ⅵ 强 Ｓ Ｉ ＮＩ ⅡＹ
Ｖ １２ Ｎｏ １ ｏ．Ｏ ． Ｆｂ２０ ｅ ．０ ９
２ ｌ ２月 ｏ０年
建 筑 物风 环 境 Ｃ Ｄ模 拟 方 法 综述 Ｆ
于凤 全
（ 徐州师范大学， 江苏徐州 ２ １ １） ２１６
＋
ａ ｘ
＋
ａｔ
＋ ａ ｘ
＋
一 ‘ 。 一叠 ’ 。 。 ＋ 鲁＋ｚ ａ 。ａ 。 一 。 ‘ 。 一 ｙ ‘ 誓＋ ＋ 。 ＋ ａｚ ＝至 鲁＋ ＋ｚ 。 一 。 ＋ ａ一
＋ ＝ 一ａ ＋ ｘ ＋
（） ４ （） ５ （） ６
＋
ａｚ
：
＋ ａｘ ＋ ａ ＋ ｘ
摘要 ： 结合通用 Ｃ Ｄ软件包的特点 ， Ｆ 介绍 了计算机流体力学 （ Ｆ ） ｃ Ｄ 的模拟 方法 ， 探讨了各类 公式 以及参 数设置的基本模式 ， 为建筑物环境风数值模拟总结出理论 依据。 关键词 ： 风环境 ；Ｆ 数值模拟 Ｃ Ｄ；
中图分类号 ：Ｕ ３ Ｔ ８４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：６ １ ５ｏ ２ ｌ）４ ０２ ４ １７ —６９ （ｏＯ ｏ —０７ —０