小区风环境数值模拟22页PPT
某小区建筑群室外风环境的数值模拟
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｔ ａ ｎ ４ １ １ ２ ０ １ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
４ ． ５ ｍ ／ ｓ ， 不会影响人的舒适性 ； 在 东南风和 东北方风 向时大部分建筑前后的风压为 ２ ～３ Ｐ ａ 左 右， 能够较好地利用 自然通风 ， 节约能耗； 但 由于小区建筑群 面积较 大、 建筑较 多， 有 小范围内 的无风 区域 和 涡旋 区， 不利 于 污染物 的扩散 。 关键 词 ： 风 环境 ； 梯度 风 ； 、 自然通 风 ； 数 值模 拟 中图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ２ ０ １ ． ５ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ３ — ７ ２ ３ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ９ — ０ ０ ８ １ ０ ５
摘要： 建 筑风 环境对 于行 人 的舒 适 性与安 全 、 建 筑的 节 能和 污染物 的扩散 等都 具有很 大影响 。 通过对 东风 、 东南风 和 东北风 ３ 种 风 向 下 南京 某 小 区 内的风 环境 进行 数值 模拟 ， 并对 小 区的风 环境 品 质 进行 了评 估 。结 果 表 明 ： 在 ３种 风 向下 ， 小 区 内部 行 人 高度 Ｐ ， Ｅ （ Ｚ ＝ Ｉ ． ５ ｍ） 的风 速 均 不会 超 过
２ ０ １ ４ 年 第９ 期 （ 总第４ ２ 卷 第２ ８ ３ 期 ）
建 筑 节 能
一 生态城市与环境
小区风环境数值模拟22页PPT
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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。
小区风环境数值模拟
4.湍流的数值模拟 4.湍流的数值模拟
（1）数值模拟方法： 数值模拟方法： 直接数值模拟方法(Direct Numerical Simulation) “所谓的DNS模拟方法就是直接求解瞬时 湍流控制方程” 非直接数值模拟方法 “对湍流作某种程度的近似和简化处理”
大涡模拟(LES) Reynolds平均法(RANS)
Reynolds平均法(RANS)：瞬时的N Reynolds平均法(RANS)：瞬时的N-S方程的非线性使 平均法(RANS) 得用解析方法精确地描述湍流的全部参数极为困难， 得用解析方法精确地描述湍流的全部参数极为困难， 从应用性看重要的是湍流所引起的平均流场的变化， 从应用性看重要的是湍流所引起的平均流场的变化， RANS就是将瞬态的脉动量通过某种模型在时均化方 RANS就是将瞬态的脉动量通过某种模型在时均化方 程中体现出来。 程中体现出来。
在国内，近年来随着我国各中心城市 的人口集中和城市规模扩大，住宅小区 室外的风环境涉及到行人的安全和舒适、 小区气候、居民健康、绿色建筑与节能、 污染物的扩散与空气自净等问题，因此 对住宅小区室外风环境的研究越发显得 重要，已经有一些国内的专家做过这方 面的研究。
国内研究案例举例：
• 华南理工大学对江南新苑住宅小区单体自然通 风进行了数值分析。 • 李晓峰等人研究了围和式住宅小区的微气候， 提出：对于不利于自然通风的围合式楼群，采 用合理的建筑构造和开口位置可以达到强化通 风和降低区域温差的良好效果。 • 林波荣等人使用Phoenics软件对传统四合院居 民风环境进行过数值模拟，通过分析比较，讨 论了院落进深、面宽、楼层高度等建筑细节对 四合院民宅周围及院内风环境的影响。
计算机数值模拟：
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，通常称为计算流体力学(简称 CFD，Computation Fluid Dynamics)，从而仿真实际 的风环境。利用CFD模拟方法可以方便地仿真不同 自然条件下的风环境。 数值模拟方法最大的缺陷在于其可靠性，即仿真 结果的可信程度，这往往可通过先验性的研究解决， 即对同类流动采用合适的数学物理模型进行模拟， 并和试验对比确定其可靠性，然后将经过验证的程 序用于类似的小区气流流动模拟，从而保证模拟结 果的相对可靠性。
两种建筑群室外风环境数值模拟分析
2. 建筑群B摘要：本研究分析了两种建筑群室外风环境数值模拟。
采用 COMSOL Multiphysics 软件进行模拟，对两种建筑群在不同季节、不同风速条件下 的风速、风向、风压进行了数值模拟。
通过对模拟结果的分析，得出了 两种建筑群的风环境特点和优缺点，并提出了相应的改进方案。
本研究 对于提高建筑群室外风环境的舒适性和安全性具有一定的理论和实际意 义。
关键词：建筑群、室外风环境、数值模拟、 COMSOL Multiphysics 引言：建筑群是指几幢以上建筑物按一定布局分布在一定范围内的建筑群 体，是人类生产、生活、劳动的重要场所。
建筑群室外风环境直接影响 建筑物的使用寿命、建筑功能发挥以及人类健康和舒适性。
因此，对于 建筑群室外风环境的研究具有十分重要的意义。
在本研究中， 我们选取了两种不同类型的建筑群进行数值模拟分析。
本文将给出这两种建筑群的情况介绍、数值模拟分析过程、结果分析和 改进措施。
一、建筑群情况介绍1. 建筑群 A建筑群 A 位于城市中心，由两栋高层住宅和一栋商业综合楼组成， 总建筑面积为 6.3 万平方米。
其中，高层住宅分别为 18 层和 22 层，商 业综合楼为 5 层，建筑风格现代简洁。
建筑群B 位于城市郊区，由一栋大型综合型医院和两栋高层写字楼组成，总建筑面积为8.6 万平方米。
其中，医院为一座重点建设工程，占地面积较大，高层写字楼分别为25 层和22 层，建筑风格简约大气。
二、数值模拟分析过程本研究采用COMSOL Multiphysics 软件进行数值模拟分析。
在模拟过程中，我们选取了两种典型的季节，分别为夏季和冬季。
在每个季节中，模拟了不同风速下的风场分布，包括风速、风向和风压等参数。
在模拟过程中，我们采用了三维封闭模型，并设置了不同类型的边界条件和区域物性参数等信息。
三、结果分析在模拟过程中，我们得到了建筑群A 和建筑群B 在不同季节和不同风速下的风环境分布情况。
住宅小区热环境数值分析(Ⅰ)----风环境的数值模拟
小．精度高，故本文选用标准ｋ．ｅ双方程模型。
基于控制容积法对整个控制方程组进行离散，其中动量方程及各标量方程的对流项采用幂函数格式离散，扩散项采用中心差分离散，即可得出任一控制体Ｐ的离散方程式：ａｐ（ＤＰ＝∑％ｍｍ＋６ｆ１）网格生成采用内节点法，并且引入交错网格。
以建筑物为基准，划出各网格线。
因流体的近壁粘性流动效应．固体壁面附近第一层网格线需特别布置。
据网格生成结果，共计ＸＸｙＸｚ方向的网格数为２３０Ｘ９８Ｘ３８。
网格划分示意图如图１及图２所示。
册ＩＸＯＹ藏面的网格划分（ＩｘＩ＝２３０ｘ９８）图２ＸＯＺ截面的阿格划分（ＩｘＫ＝２３０ｘ３８）四．住宅小区气流流动模型的边界条件及计算求解过程１．来流面边界条件主要是确定来流风速廓线．大气边界层的水平风速廓线是比较复杂的，在风工程中，以指数率１３ｌ最常用。
整片住宅小区没没在大气边界层内，热力环流和机械素流运动较弱，风速的仰角为零，且可忽略壁面的风速．来流面的紊流脉动动能ｋ及紊流脉动动能耗散宰Ｅ是取来流平均动能的一个百分数，取ｋ＝Ｏ．ｏｌｕ气，￡＝ｋｉｎ／（ａＨ）Ｉ‘Ｉ．２．出流面边界条件假定出流面上流动已充分发展，各变量的法向梯度为０，即矿。
皓＝仍一Ｉ＾Ｉ・这一假设只有当出流区域有一平直段且离开回流区已较远时才可采用，并令与边界相邻的控制容积的离散方程中相应方向的系数为０。
３．上空面及侧面的边界条件上空面．侧面与来流面及出流面一样，都无实际的物理边界，需作边界假设．可以认为速度沿切线方向的梯度为０．沿法向的值为０，丽对于其他标量如Ｋ，ｅ则取为沿法向的梯度为０。
４．建筑物壁面的边界条件１１１６本文采用壁面函数法加以修正建筑物边界区。
５．计算方法本文采用压力－速度修正算法（ＳＩＭＰＬＥＲ算法）联立各离散方程。
为改善离散方程组的收敛性能，各离散方程的内迭代采用ＳＬＵＲ法。
五．结果与讨论长沙市常年盛行风向为东南、西北方向，为便于问题的讨论。
作者先分析仅具有水平风向的情形，即风向角０－－０‘；之后亦给出了风向角０＝３０‘的计算结果，其中数值实验的雷若数Ｒｅ＝１．７６Ｘ１０５。
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。
关于住宅小区风环境的数值仿真
关于住宅小区风环境的数值仿真
刘长有;孙昌玲
【期刊名称】《安庆师范学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(15)1
【摘要】由于建筑间强烈的气动干扰,住宅小区的绕流风场异常复杂.为避免因建筑排列方式不当而导致不良风环境的出现,需要在规划阶段对风环境进行预测并优化方案.结合某一住宅小区风环境的研究,采用以k-εRNG湍流模型封闭控制微分方程的时均数值模拟方法,模拟了该小区在夏、冬季节主导风向下的绕流风场,针对风速场及风压场的模拟结果,分析评价了该小区的风环境.模拟表明,数值方法预测小区的风环境可以为优化规划方案提供科学依据.
【总页数】4页(P85-88)
【作者】刘长有;孙昌玲
【作者单位】合肥工业大学,土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009;安庆师范学院,安徽,安庆,246133;合肥工业大学,土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】V211.3;TU312+.1
【相关文献】
1.建筑物风环境三维定常数值仿真 [J], 徐义华;江叔通
2.基于CFD模拟的住宅小区风环境的优化研究 [J], 姚昊翊; 吴笛; 任昕瑜; 张海麟
3.基于风环境优化的住宅小区布局模式研究——以温和地区中等容积率的住宅小区
为例 [J], 姚昊翊;吴笛;张海麟;任昕瑜;刘迪
4.义乌高层住宅小区风环境的模拟研究 [J], 骆剑峰;王东风
5.住宅小区风环境规划设计研究 [J], 蒋鹏;李晓虹;钟天兰;邹涛;吴际
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小区风环境模拟分析
网格划分
E2
建 筑 体 表 网 格 划 分
E2
计算工况
本次模拟计算 共进行两个工 况的计算，分 别冬季和夏季 。冬季主导风 向为NNW，夏 季主导风向为 SW，风向角示 意图如下：
风向角示意图
E2
行人风环境舒适度评估准则
通常所说的“舒适度评估准则”，具体的划分和界定相见表 。
活动性 快步 慢步 短时间站立、坐
E2
NNW NW WNW W WSW SW SSW
15 10 5 0
N NNE NE ENE E ESE SE SSE S
风向频率玫瑰图
E2
数值模型
在建立数值模型过程中首先按照长辛店生 态城一期方案的实际尺寸建立几何模型， 计算域的尺度取为 6400m×11900m×600m（X×Y×Z），建 筑物置于流域沿流动方向约前1/3处，计算 模型的阻塞率满足数值模拟外部绕流场中 一般认为的小于3％的原则。
风速风向
由于受季风的影响，一年四季的风向频率分布存在一定的差异。冬季 主导风向是NNW，出现频率为11.06%，夏季主导风向是SW，出现频 率为11.14%；
冬季来流风速取值为4.8米/秒，夏季来流风速取值为3.1米 夏季 静风：9.5% /秒 冬季 静风：14.6%
N NNW NW WNW W WSW SW SSW S SSE SE 15 10 5 0 NNE NE ENE E ESE
E2
数值模型
为提高数值计算精度，对计算域的网格离 散做了特别设计：整体上将计算域分成内 外两部分，在模型附近的内域，采用四面 体单元、金字塔棱柱单元以及六面体单元 这三种体网格单元生成内域混和体网格， 完成对内域空间的离散；在远离模型的外 域空间，采用具有规则拓朴结构的六面体 单元进行离散。数值模型的混和体网格单 元总数约为137万。
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 ；
小区风环境模拟报告
B
A 旋涡
1.5米处速度场矢量局部放大图 A
1.5米处速度场矢量局部放大图 B
结果分析
• 冬季主导风向为北风时： • (1) 小区内1.5m高处各处皆满足风速不
高于5m/s的要求。 • (2) 半数以上建筑满足建筑前后压差不大
于5Pa的要求。
小区风环境总体评价
• 根据《绿色奥运建筑评估体系》（2003版）中 风环境相应条款的要求。
• 计算范围： • 建筑物尺寸： • 建筑物位置： • 位于Y方向的正中，
距出风口20米。 • 边界条件： • 模型: • 网格划分：
X＝25m处，YZ平面上的压力场
负压区
X＝25m处，YZ平面上的速度场
X＝25m处，YZ平面上的速度矢量图。
回流区
回流区
有关文献显示
L2 / L 2.7
在右图中可以 看出
K-ε湍流模型可 以用于小区风 场计算
L
L2
小区风环境评价
计算模型
入口边界条件按照典型的气象参数选取冬 季北风5m/s，夏季南风2m/s两个工况进行 模拟，风速边界条件采用梯度风。只模拟最 不利工况，因此进行三维稳态速度场和压力 场模拟，采用湍流模型为标准K-ε两方程模 型。
பைடு நூலகம்区平面图
小区立体图
分析方法
• 目前可以用模型实验或者数值模拟的方 法进行预测。这里将采用数值分析的方 法对小区风场进行模拟。
本实验的研究目的
• (1)通过对简单梯度风算例的模拟计算， 验证数值模拟方法研究小区风环境的可 靠性；
• (2)通过对某实际工程风环境的数值模拟 分析，对该小区的风环境进行总体的评 价。
风环境数值模拟方法
1.5米处速度场矢量局部放大图C
居住小区风环境模拟与分析
图１ 夏季南风时居住小区模型内的流场分布状况
由图１可以看出，气流的流速因受到建筑物的阻挡而减小， 居住小区背风侧形成“风影区”，并在后排建筑物背风面形成两个 对称分布的回流区。在前排迎风建筑物两侧边角处以及南北走 向道路入口处的风速在风压作用下增大。气流贯穿南北走向道 路形成导风巷，并且风速从入口到出口逐步递减。由于建筑物之 间的风速小于南北走向道路内的风速，从而使前者气压大于后者 气压，建筑物之间的流体在压力梯度的作用下，由两侧向中间流 动，并与南北走向道路内流体汇合，最后进入“风影区”。
在夏季东南风情况下，居住小区模型内流场分布状况见图２。
图２夏季东南风时居住 小区模型内的流场分布状况
图３冬季西北风时居住 小区模型内的流场分布状况
由图２可以看出，此时的居住小区迎风面呈Ｊ型，迎风面建 筑物边角处的气流流速大于来流流速，小区西南角的风速最大。 气流以一定的角度从东侧建筑物之间进入居住小区，且气流在建 筑物之间由东向西流动，形成导风巷。建筑物之间气流在流经南
同时加强小区东侧和东南侧的绿化可以有效地降低夏季来流温度并引导气流进入小区有利于小区夏季通风散热居住小区可以采用建筑错列布置长短建筑结合布置或居住小区开口迎向主导风向的方法提高夏季通风效果可以在建筑北立面种植喜阴植物南立面种植喜阳植物有助于夏季遮阳和冬季削弱建筑物之小区北侧建筑立面外窗采用气密性较好的窗构件可以在一定程度上降低冬季风的渗入量有助于节能降耗可以在小区内采用高低建筑结合布置将较低的建筑布置在夏季主导风向增加建筑迎风面从而改善了小区夏季通风状况合理规划小区周边建筑布局使各建筑群之间相互协调以削弱周边风影区对小区通风的不利影响可以看出气流的流速因受到建筑物的阻挡而减小居住小区背风侧形成风影区并在后排建筑物背风面形成两个对称分布的回流区
住宅小区设计风环境分析案例
住宅小区设计风环境分析案例本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March图1 分析区域示意图说明：该小区为住宅小区，首层建设架空车库，其屋顶进行绿化并作为相对标高正负零层，是人行、活动的主要表高层，车行通道标高为-4米，车库屋顶人视线高度约米。
另，一二期以中间的步行道（标高-4米）进行划分。
模拟基本工况及参数本次风环境模拟主要是常态风环境模拟，同时兼顾偶遇大风天气模拟。
即以当地常见或偶遇风速为边界条件，模拟该地块内绝大部分时间的风场分布情况及风速大小，用以分析该地块内的风环境舒适性。
其中常态风速（即平均风速）由中国气象局提供的天津地区累年年风玫瑰图确定（图2），偶遇大风风速为倍平均风速。
从图2的风玫瑰图可以看出天津的风气候具有以下特点：1、主导风向：天津地区的主导风向西南风、西北风，其中夏季多为西南风，冬季多为西北风；2、平均风速：天津地区平均风速大约在2m/s(夏季)—4m/s（冬季）；根据上述天津地区气候条件，本次分析的风向选择为西南风、西北风两种冬夏季主要风向；风速选择为夏季：1m/s（平均风速的50%）， 2m/s（平均风速），4m/s（平均风速的2倍）；冬季：2m/s（平均风速的50%）， 4m/s（平均风速），6m/s（平均风速的2倍）6种风速共计6种工况进行分析。
图2天津地区风玫瑰图各工况分析结果本次分析重点对下列5个风通道及其周边进行分析，各个通道位置如下图绿色箭头所示：112345254 3图3 该地块主要风通道示意图工况1:夏季西南风，风速1m/s图4 -2.5米高风速及风场分布图（通道4—4行人高度）图5 1.5米高风速及风场分布图（室外地面人活动高度）图6 4.5米高风速及风场分布图图7 9米高风速及风场分布图图8 18米高风速及风场分布图图9 36米高风速及风场分布图图10 72米高风速及风场分布图工况1结论：由上述风场分布云图可知：1、当外部风荷载为1m/s时，该地块内部主要人行通道4—4和室外活动区域风速均低于5m/s，最大风速为1m/s（参见图4-5最大风速），满足室外活动的舒适性要求;2、该风速下，地块内部的主要风通道风场流线比较明晰，通道1—1，2—2为夏季主要通风道，随着高度增加流线越加明晰；区域内没有产生明显的无风区和高速涡旋区，当外部风速较低的情况下，内部风通道依然能够保证有一定量的通风，这对夏季室外散热和污染物的消散较有利（参见图6-10）；3、人行区界面以上各楼层风速逐渐加大，这有利于各楼层的建筑室内通风。
武汉城市住宅小区风环境的数值模拟及分析
武汉城市住宅小区风环境的数值模拟及分析摘要：本文针对武汉城市住宅小区风环境的数值模拟及分析研究，将从数值模拟分析准备工作入手，结合武汉城市某住宅小区构建及环境设定，对风环境评估标准展开说明，最后本文提出数值模拟的具体结果及分析。
希望本文的研究，能为提升我国各地区住宅小区的风环境控制水平提供参考性建议。
关键词：武汉城市；住宅小区；风环境；数值模拟分析1 数值模拟分析准备工作1.1湍流模型风绕建筑物的流动，是一种复杂的过程。
该过程被称为高雷诺数值运动过程。
对居住小区风环境的数值模拟，实际上为钝体扰流流场的数值模拟。
对于城市住宅小区的实际建设工程中，时速速度场、湍流脉动、压力场等，一般是人们较为关注的问题。
但是，对于湍流的产生原因，以及产生后的发展等细节问题并没有详细的研究过。
因此，城建工程应用中，并不需要详细的模拟。
目前，对于湍流模型的数值模拟，一般可采用两种方法，即雷诺时均方程模型（RANS），以及雷诺应力模型（RSM）。
本文采用的是RANS方程模型的一种，为Airpak软件进行数值模拟方法。
1.2计算域对于城市住宅小区风环境的数值模拟及分析，必须以建立有限三维计算域为前提。
明确好数值模拟中的计算域之后，若发现计算区域较大，其分析的区域也会加大，网格数量也会加大。
进而使你计算时间和计算量增加，提升了计算机软硬件的条件要求。
另外，计算域若较小，会发生计算结果不准确的结果，进而使数值的模拟结果失真。
根据其他研究文献中的计算域范围大小，本文将结合武汉城市住宅小区数值模型实际情况，确定1000m*1000m*400m为计算域的范围。
1.3边界条件数值模拟分析中，边界条件分析主要包括两个内容，即入口边界条件与其他边界条件。
首先，入口边界条件，是根据大气边界层平均风剖面，采用的是速度边界。
本文以武汉城市住宅小区为例，根据我国《建筑结构荷载规范》，武汉住宅小区为确定为密集建筑群城市市区，为地貌粗糙类型，地面粗糙指数a为0.22，梯度风高度Z为400米[1]。
高层住宅自然通风数值模拟
目 前高层住宅在住宅建筑 中已经占据相当大的比例 ， 住宅能耗 占总能耗 的比例也越来越大． 相对于机 械通风与空调 ， 在满足要求 的前提下 ， 自然通风具有显著的节能和环保优势Ｌ． １ 对于北方某些地区， ］ 设计 良 好 的建筑仅仅靠 自 然通风即可维持较为适宜的室内环境． 而对于安装空调系统的建筑 ， 引用 自 然通风的主 要 目的是 在过 渡季节 以及 空调 季节 中某 些室外 温度 较 为有利 时期 ， 分利用 室外 的 自然风 带走 室 内热量 ， 充
ｄ ｆｅ ｅ ｔｏ ｅ ａｉ ｇ ｃ ｎ ｉｉｎ ｒ ａｃ ｌｔ ｄ Ｓ ｔ ａ ｉｎ ｈ ｔ ｗｏ ｓ ａ ｕ ａ ｅ ｔｌｔｏ ｆ ｉ ｒｎ ｐ ｒ ｔ ｏ ｄｔ ｓ ａ ｅ ｃ ｌｕ ａｅ ． ｉ ｔ ｓ ｔ ａ ｆ ｎ ｏ ｕ ｏ ｒｅ ｎ ｔ ｒ ｌｖ ｎ ｉ ｉｎ ｏ ａ ｓ ｍｅ ｉｄｖｄ ａ ｏ ｍｓａ ｅａ ａｙ ｅ ． ｅｒ ｓ ｌ ｉ ｄｃ ｔ ｓｔ ａ ｉ ｐ ｏ ｅｔ ｅｎ ｔ ｒ １ ｅ — ｏ ｎ ｉｉ ｕ ｌ ｏ ｒ ｎ ｌｚ ｄ Ｔｈ ｅ ｕｔ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔｉ ｗ ｌ ｉ ｒ ｖ ｈ ａ ｕ ａ ｎ ｒ ｔ ｌｍ ｙ ｔｌｔ ｎ ｑ ａ ｔ ｙ ｅｆ ｃｉｅｙｂ ｅｔｎ ｅ ｔａ ｏ ｅｔ ｅｄ ｏ ，ａ ｄｔ ｅｐ ｏ ｅ ｅ ｔ ｒ ａｉ ｉ— ｉ ｉ ｕ ｎ ｉ ｆｅ ｔ ｌ ｙ ｓｔｉｇ ａｖ ｎ ｂ ｖ ｈ ｏ ｒ ｎ ｈ ｒ ｐ ｒｖ ｎ ｅ ｓｇ ｖ ａｏ ｔ ｖ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｐ ｐ ｒａ ｌ ｎ ｉ ｈ ａ ｅ ｓｗｅ１ ． Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｈｒｓ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｕｌ ｉｇ； ａ ｕ ａ ｅ ｔｌｔ ｎ； ｕ ｅ ｉａ ｉ ｌｔ ｎ ｗｉｄ ｐ ｅ — ｙｗｏ ｄ ：ｈ ｇ ｉｅｒ ｓｄ ｎ ｉ ｉ ｎ ｎ ｔ ｒ ｌ ｎ ｉ ｉ ｎ ｍ ｒｃ １ ｍｕ ａｉ ； ｎ ｒ ｓ ａｂ ｄ ｖ ａｏ ｓ ｏ ｓ ｒ ｉ ｅ ｅ ｃ ｏ ｆｉｉｎ ； ｉ ｉｃ ｌｔ ｎ ｒ ｔ ｕ ｅｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｃ ｅｆｃｅ ｔ ａｒｃｒ ｕａ ｉ ａｉ ｆ ｏ ｏ
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）。
某住宅建筑室外风环境数值模拟
动舒适和建筑的自然通风，建筑物周围人行区距地 １．５ｍ高处风
速 Ｖ＜５ｍ／ｓ是不影响人们正常室外活动的基本要求。
本文以 Ｆｌｕｅｎｔ计算流体力学软件为研究工具，对风环境数值
模拟过程中湍流模型的选择、计算流域的确定、网格划分、边界条
件的选取进行阐 述，通 过 不 同 季 节 典 型 风 速、风 向 对 建 筑 群 室 外
２．２ 模型简化
利用 ＣＦＤ前处理工具 Ｇａｍｂｉｔ进行几何建模，建立小区模型 同时选择人行高度处 １．５ｍ的横切面模拟结果进行分析，考虑到 小区周边相对较 空 旷，建 模 过 程 中 只 考 虑 小 区 内 建 筑，小 区 北 边 较近的实验楼及小区东边的围墙，其余周边较远建筑未考虑［３］。 整个建模计算域尺寸长 ５００ｍ，宽 ６００ｍ，高 １５０ｍ，如图 ２所示， 建筑的建模尺寸为建筑实际大小。最高层建筑为 ６１．５ｍ，地基位
住宅是人们的生活空间，它的舒适性是衡量人们幸福生活质 量的标志之 一，而 绿 色 建 筑 又 是 大 家 最 向 往 的 生 活 空 间。 根 据 《绿色建筑评价标准》［１］，规定场地内风环境有利于室外行走、活
顶面及计算域另外两个侧面为对称边界条件（ｓｙｍｍｅｔｒｙ），地面及 建筑物的表面选用 ｗａｌｌ作为边界条件。
风环境进行数值 模 拟，看 其 是 否 符 合 绿 色 建 筑 的 要 求，为 数 值 模 拟方法在以后实际工程中的应用提供参考［２］。
１ 项目简介
本文要模拟的建筑群是位于湖南长沙的通泰梅岭苑小区，如 图 １所示，为该小区的总体布局图。该小区设有南北两条轴线， 主入口设在（芙蓉南路）长沙大道，南北各有一个，小区设地下停 车场，室外地面与 芙 蓉 南 路 在 同 一 水 平 面 上。 交 通 组 织 形 式：人 车分流，小区内部 只 设 消 防 车 道，车 辆 直 接 从 入 口 进 入 车 库。 小 区布局：小区整 体 布 局 “一 个 中 心、两 根 轴 线、三 个 入 口、四 个 组 团”。景观形象：小区景观以两根步行轴线为景观组织形式，贯穿 小区每个组团和小区中心，达到移步换景的目的。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。