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)。对于后续的研究,比如其他的密集城市高层区域或更大的研究尺度,应寻找更高效易推广的方式,对于此种方式初步的探索及困难见附录。除了建筑物本身的几何模型外,对于建筑室外风环境的模拟,应限定流场的范围,即建立计算域。计算域的尺寸会影响CFD模拟的结果,设置的计算域要考虑风场不受堵塞效果的影响,同时为了求解的速度(及对计算机性能的要求),应尽可能小以减小网格数目。建筑的阻塞率由下式计算:阻塞率=建筑物*大迎风面积Aw/流域横截面积Ad.WindPerfectDX是专为建筑规划行业开发的三维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。北京绿色建筑WindPerfectDX基本流程
城市规划与设计过程中应用“多尺度城市气候模拟”的方法,藉此让规划设计概念经过前期评估,让数字化模拟技术应用在设计实践中,从“粗放型”转变到“精细化”规划模式。多尺度城市微气候模拟方法,如简便人体热舒适度指标,将成为未来潜在的城市规划设计课程指导方法,更多的融入到城市规划教育中,使其在真正意义上成为城市规划学生分析方案、指导方案、检验方案的新型规划方法和工具。城市微气候模拟进而从对于规划结果的“事后验证”转向带领规划的“事先指导”,而其中计算流体力学(CFD)的多尺度应用将在优化城市设计方案、制定控规导则等方面产生科学、切实的指导意义。在这一过程中,对于多尺度城市规划与城市设计微气候模拟方法的梳理与评述,也将为未来气候敏感型城市研究打下坚实的基础。福建建筑WindPerfectDX室内外通风模拟WindPerfectDX建筑规划行业三维CFD软件,四步骤、五分钟便可完成风环境模拟。
在一些规模大于3公顷且绿化覆盖率达到60%以上的集中绿地,基本上与郊区自然下垫面的温度相当,即消除了热岛现象,在城市中形成了以绿地为中心的低温区域,成为人们户外游憩活动的优良环境。除了绿地能够有效缓解城市热岛效应之外,水面、风等也是缓解城市热岛的有效因素。水的热容量大,在吸收相同热量的情况下,升温值较小,表现出比其他下垫面的温度低;水面蒸发吸热,也可降低水体的温度。3D热流CFD解析软件包含热流效应评价、热流监测与管理、相关的解析管理、数据处理等。促使数据的运营管理数字化、智能化、规范化。
CFD在解决空气污染中的应用:目前多数城市风/热环境的研究,都通过计算流体动力学(CFD)来分析风速流场和人行尺度空间的风/热环境。而CFD还可以用于其他方面的研究,例如CFD在交通污染扩散模拟方面已有诸多应用。风向与风速是影响空气污染扩散的主要因素,不过在弱风或无风条件下,机动车本身的运动状态对尾气扩散的影响就不可忽视。此时,可通过CFD建立三维的欧拉-拉格朗日近似方法求解。可见CFD在研究空气污染方面的潜力及可行性。传统的建筑组团设计中对街区的风环境模拟往往在建成之后,不能有效地评估实际使用时可能出现的空气污染并做出通风设计方面的改善。风洞试验成本较高,又无法普遍应用于所有项目。城市空间环境的三维模拟技术日趋成熟,现代城市规划采取在设计初期应用建筑CFD模拟的新思路,能够更好地为居民提供舒适的人居环境。WindPerfectDX三维CFD软件根据不同的环境模拟根据设计师的操作习惯优化界面,新手学习更易入手。
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可进行山地地形风模拟,随地形高度起伏显示风速分布,是专为建筑规划行业开发的三维CFD软件。湖北CFD软件WindPerfectDX安装教程
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