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《哈尔滨工业大学》 2007年
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高层建筑室外气流场的数值模拟研究

刘朔  
【摘要】: 随着计算流体力学(CFD)技术的发展,设计人员不仅可以对室内气流组织进行预测,对各种参数进行分析评价,从而可以选择既能保障工艺需要、满足人体舒适性,并能创造良好室内空气品质和节能的气流组织形式,而且,还可以对建筑物室外气流组织进行模拟,并通过对建筑物布局等进行良好规划进而影响建筑物室外流场,达到最佳流场分布需求。 高层建筑是一个特殊的建筑群体,尤其是对于多栋高层建筑组成的建筑群而言,其室外的流场存在着相互影响和绕流效应,相对流场较为复杂,建筑的室外风场关系到人行高度处的安全、室外污染物的有效扩散、建筑物外玻璃幕墙的设计等,因此很有必要加以重视并进行研究。 本文首先针对高层建筑室外流场的特点,使用商业软件Fluent,在简化模型的基础上,采用标准k ?ε模型,分析高层建筑室外流场的空气流动现象以及其速度场、压力场分布等,研究相邻建筑间风环境影响参数,讨论了建筑物高度、间距以及宽度等因素对于高层建筑室外风环境的影响,为进一步的科学研究和工程设计提供指导。还介绍了CFD技术的原理和技术实现形式,为具体的物理模型选择合适的数学模型、网格划分方式、迭代方法、收敛标准等提供了理论支持。其次,本文还研究了平面布局对于建筑周围风环境的影响,研究了在风速比评估标准体系下,人行高度处的风速比和风速矢量图,分析对比了8种建筑布局的优劣,得出风速比评估体系下室外风环境的最佳选择。最后本文就某实际相邻建筑室外流场的风洞试验结果进行数值模拟并与之进行对比分析,验证数值模拟方法的实用性和可靠性,同时讨论了高层建筑室外风场中相邻建筑对其风压分布的影响,为同类建筑玻璃幕墙的设计提供一定的设计依据。数值模拟结果为城市规划和高层建筑设计提供了一定的理论参考和依据。 通过CFD数值模拟研究及与风洞试验实例的对比分析,展现了CFD技术在实际设计中的强大功效和发展空间。因此,我们研究工作者应该把CFD技术作用前移到设计阶段,把更多的精力投入到可应用性研究上来。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU312.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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6 汪小娣;高层建筑风效应及风振控制[D];浙江大学;2011年
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8 潘忠滨;弓形降液管内流场研究和数值模拟[D];浙江工业大学;2006年
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