某建筑群室外风环境的CFD模拟与评价
2013-08-21刘少锋
山西建筑 2013年4期
刘少锋 任 杰
(1.中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃兰州 730000; 2.北京中外建建筑设计有限公司西北分公司,陕西西安 710055)
0 引言
建筑风环境与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围的地形地貌有着很复杂的关系。如果在城市规划和建筑设计中忽略了风环境问题,就有可能给城市环境带来不利影响[1]。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。同时,室外风环境深刻影响建筑室内风环境,特别对建筑防风与自然通风有着决定性影响。因此在设计阶段,应对建筑物的室外风环境做出评价,分析建筑之间位置关系对室外风环境的影响。
由于“数值风洞”的计算结果比风洞模型实验更直观、更详细,数值分析方法在国际上已广泛采用[2]。本文采用数值模拟的方法对室外风环境进行评价。
1 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,建立描述其气流运动特性的方程为基于 Boussinesq假设[3,4]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:

其中,ρ为密度;Γ为广义扩散系数;Sφ为广义源项;U为速度矢量;φ为通用因变量,代表速度u,运动粘性系数v,湍流粘度w,温度t,湍流动能k,湍流动能耗散率ε,特征尺寸l。……
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