求解参数设置:将ICEM划分好网格的文件输出为msh文件,导入F1uent,进行求解参数的设置。主要参数包括求解基的选择,湍流模型的选择,边界条件的确定,残差控制设置等。求解基的选择:F1uent提供两种求解基,即Pressure-Based和Density-Based求解器,如图所示。其中Pressure-Based是针对低速、不可压缩流开发的,Density-Based是针对高速、可压缩流开发的。风是由于空气受热不均匀,密度改变引起的流动。空气理论上是可压缩流体,但是在常温常压下气体做低速流动时(V=100m/s),气体的密度相对变化小于5%,可按不可压缩流体处理( Boussincsq假设)。不可压缩流体的连续方程如下所示
建筑风环境模拟使用软件介绍(1)前处理软件ANSYSICEMCFD15.iICEM是ANSYSCFD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AUTOCAD、SolidWorks、PRO/E等。(2)求解软件ANSYSFluent15.占据CFD领域*****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***。(3)后处理软件Tecplot360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。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)陕西BIM软件WindPerfectDX操作流程WindPerfectDX建筑规划行业三维CFD软件,快速进行热岛模拟与浓度污染扩散分析。
所使用的模拟方法:计算流体动力学(CFD,计算流体力学)是什么?流体动力学是研究流体运动的一门学问。流体动力学有广的应用,包括计算空气流动,预测不同尺度的气候环境等.提供了一系列的实用原理,这些原理是根据实际测量所推导出的经验法则而来,用以解决实际问题.解决流体动力学问题通常涉及计算空气的参数,如速度,压力,密度和温度,这些都与时间、空间的函数有关.流体动力学的基本公理是守恒定律,它就能够以Naver-Stokes方程式求解,简化的NS方程式没有一套通用的解法,所以这类方程式只被应用在信息科学,用以计算机CFD计算.
几何模型取彰武6号楼为中心的直径500m的区域,该尺度介于单体建筑和城市群建筑之间,参照其他学者[z]关于小区尺度的CFD模拟,确定的计算域尺寸如图24所示(红色圆点表示区域中心,彰武6号楼西南侧角点),区域内比较高的建筑物为彰武6号楼,高度为78.8m,入口边界距区域中心点取500m,出口边界距区域中心取1200m,两侧边界距区域中心取750m,计算域的高度取240m。建筑的三维几何模型见图(红色箭头所示为彰武6号楼).网格的划分将cad模型输出为iges格式,导入到ANSYSICEMCFD中,划分网格并初步设置边界条件(需要在Fluent中重新设定)。由于流场在建筑壁面处收到建筑物阻挡,流动趋于复杂,所以在建筑壁面处网格细分。在远离建筑区域的部分,比较大网格尺寸允许达到10m,建筑表面比较大网格允许达到5m,平均网格尺寸为2m。划分后的网格见图.WindPerfectDX建筑规划行业的三维CFD软件,可进行山地地形风模拟,随地形高度起伏显示风速分布。
建筑形态影响城市微气候:微气候是在具有相同大气候特点的范围内,由于局部地区地形、方位、土壤条件和植被不一致,使得局部地区具有独特的气候状况,主要表现在个别气象要素(温度、湿度和风)的剧烈变化及特殊天气现象(雾、露和霜)的差异。建筑形态是整个城市的物质基础,不同的城市形态对区域能耗有着不同程度的影响。各类街区的建筑物相互遮挡面积、绿化覆盖面积、建筑物层高、建筑密度以及容积率等因素差异较大。这些因素会间接影响区域能耗,如街区尺度越大、密度越低则相应的居民生活和交通能耗越高。。WindPerfectDX模拟建筑大楼风,调节微气候辅助城市设计,是专为建筑规划行业开发的三维CFD软件。四川微气候WindPerfectDX风环境分析
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边界条件的确定:边界条件是流场变量在计算边界上应该满足的数学物理条件,指在求解域的边界上所求解的变量或其一阶导数随地点及时间变化的规律。边界条件与初始条件一起并称为定解条件,只有在边界条件和初始条件确定后,流场的解才存在,并且是***的。边界条件是否合理决定着计算过程中是否发散(divergence)对于流动入口,在入口压力未知的情况下,一般选用速度入口边界条件(velocity-inlet),对于速度入口边界条件,需要定义流入的速度形式,可以选择平均风分布或风剖面的形式。平均风分布风速不随高度改定,*输入风速的大小和方向,较为粗糙。风剖面能够反映风速随高度变化,及下垫面的粗糙情况,更接近实际情况,但需要用户自己写出函数的程序语言通过UDF(userdefinedfunctior调用,本次选取风剖面形式定义入口速度。BIM软件WindPerfectDX热岛模拟
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