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《浙江大学》 2005年
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建筑风场任意六面体同位网格系统的数值模拟

杜王盖  
【摘要】:建筑风场数值模拟方法由于具有计算效率高、计算结果处理方便及费用低等优点,得到了广泛的重视和深入的研究。建筑风场数值模拟的成果,其准确性不仅和采用的湍流模型有关,更重要的还和采用的网格系统以及采用的数值计算方法与网格系统的适应性有关。随着作为研究对象的建筑物的外形复杂程度的提高,以及多个建筑物相互影响问题的出现,国内外学者越来越注重网格生成技术的研究。 在目前的建筑风场数值模拟现状中,结构化直角坐标网格、贴体坐标网格和非结构网格都得到不同程度的应用,但是这三种网格有各自的优势也有很明显的限制。吸取结构化直角坐标网格、贴体坐标网格和非结构网格等三种网格形式的优点,切合建筑风场问题的自身特点,建立起一套普遍适用于各种规则与不规则建筑体型的有效的网格生成和数值模拟方法,对建筑风场数值模拟的研究有重要意义。 首先,本文首次提出并自动生成了任意六面体同位网格系统,对于多数建筑风场数值模拟区域通常还是有规则的,可以视为多个初始六面体网格的组成或者最大限度的拟合,采用与结构化直角坐标网格同样的排序对其进行编号,根据控制网格的尺度要求对初始六面体网格进行离散划分,最终生成建筑风场数值模拟通用的任意六面体同位网格系统。该网格系统既保持了结构性网格的数据结构、列式简单的特点,又能如非结构网格一样真实反映复杂边界,网格系统的生成和调整简单而有效,能适合各种规则与不规则建筑体型的建筑风场数值模拟区域的网格生成。 其次,本文针对任意六面体同位网格系统,采用有限体积法建立了控制方程的离散方式,以显式方式对网格非正交性和两相邻单元错位进行了修正,给出了与网格系统相适应的压力校正方程,建立了通用的SIMPLE算法,形成了一套适合建筑风场的任意六面体同位网格系统的数值模拟方法,迄今在国内外尚未见有关上述模式在建筑风场数值模拟中的研究工作的报道。基于上述工作编制了通用的建筑风场数值模拟程序WSB。程序采用FORTRAN语言和MATLAB语言编制,可实现单体和群体建筑风场的数值模拟。 再次,应用开发的WSB程序和任意六面体同位网格系统,对双坡屋面建筑进行了风场模拟,数值模拟结果分别和正立方体网格系统的数值模拟结果以及风洞试验结果进行了比较;也对抗台风试点双坡挑檐低层建筑的风场进行模拟计算,数值模拟结果与非结构网格系统的数值模拟结果和风洞试验结果的进行了比较。这些数值模拟结果表明,程序WSB的网格生成、方程离散和算法实现是正
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU312.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杜王盖;孙炳楠;陈水福;;任意六面体网格系统的建筑风致干扰数值模拟[J];江南大学学报(自然科学版);2008年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郝文兰;建筑物对风能集结强化的研究[D];山东建筑大学;2011年
2 程向明;绿化模式对室外风环境影响的研究[D];青岛理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 苏华;;水电站地下隧洞换热计算模型比较[J];四川建筑科学研究;2009年05期
3 焦燏烽;于英霞;陈水福;;相邻低层四坡屋面房屋在风荷载下的相互干扰作用[J];四川建筑科学研究;2009年06期
4 罗楠;廖海黎;李明水;;敞口马鞍形屋盖下平台风环境试验研究[J];四川建筑科学研究;2012年02期
5 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十二讲 流体运动基础[J];鞍钢技术;1998年05期
6 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
7 杨双根,金开军,朱春玲;液冷组件热设计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年04期
8 袁银梅;李朝祥;;带钢热镀锌数值模拟[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
9 干洪;力学学科的发展现状与21世纪展望[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年02期
10 潘晓东;唐健生;田竹君;李振兴;;花道泡水质模拟预测研究[J];安徽农业科学;2009年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 厉建祥;张卫华;陶彬;;大型原油储罐全表面火灾动力学模拟研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 周思柱;陈翔;吴汉川;祝克强;黄天成;;混砂车搅拌罐流场分析方法[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
3 魏德洲;高淑玲;刘文刚;;矿石旋流分选技术研究进展[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
4 张涵信;;关于非定常流动的计算问题[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
5 郑耀;;计算技术在航空航天领域中的应用[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
6 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
7 石正军;唐涛;赵晓平;;多孔介质对自流式充气影响的数值模拟[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
8 刘凯礼;李博;雷雨冰;张堃元;;宽高比对二元高超声速进气道性能的影响研究[A];第一届高超声速科技学术会议论文集[C];2008年
9 李贵;孙蓓蓓;朱壮瑞;高晔;;基于FLUENT的发动机舱内部流场数值模拟[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
10 胡海洋;季辰;刘子强;白鹏;;大展弦比机翼亚声速静气动弹性数值计算研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 欧礼坚;船舶螺旋桨及推进装置故障诊断关键技术研究与应用[D];华南理工大学;2010年
4 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
5 刘显茜;生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究[D];昆明理工大学;2010年
6 龚玮;皮肤选择性光热解效应与光疗及热损伤的评估方法和技术[D];福建师范大学;2010年
7 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
8 刘雪美;喷杆喷雾机风助风筒多目标优化设计[D];山东农业大学;2010年
9 许兰民;青藏铁路五道梁冻土区工程结构热扰动研究[D];北京交通大学;2011年
10 石峰;集成GUD系统的低能耗建筑设计研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 苏超;变压吸附管道流体动力学特性研究[D];山东科技大学;2010年
3 韩芳明;船用换热式惯性滤清器物理场耦合计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 魏国亮;多级压气机三维流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 崔广云;LED彩色打印机内部温度场的数值计算[D];大连理工大学;2010年
8 刘海朋;带有自由表面流动的N-S方程的数值解法[D];大连理工大学;2010年
9 唐美玲;单级离心式压缩机内部流场分析与结构优化[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 邹长星;XYZ-100型稀油站管路流场数值模拟[D];沈阳理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柯咏东;桑建国;;小型绿化带对城市建筑物周围风场影响的数值模拟[J];北京大学学报(自然科学版);2008年04期
2 赵彬,林波荣,李先庭,江亿;建筑群风环境的数值模拟仿真优化设计[J];城市规划汇刊;2002年02期
3 钟伟强;国内外风力发电的概况[J];风机技术;2005年05期
4 汤树勇,陈水福,唐锦春;相邻高层建筑表面风压的数值模拟[J];计算力学学报;2004年02期
5 曹晓芳;;城市风环境之探讨[J];山西建筑;2008年32期
6 彪仿俊;孙炳楠;沈国辉;;双塔楼建筑风场及平均风荷载的数值模拟[J];科技通报;2006年01期
7 张维,汤广发;风对建筑绕流流动的数值方法[J];空气动力学学报;1990年04期
8 苏铭德,唐革风;高层建筑风载的数值模拟[J];空气动力学学报;1996年04期
9 张翼,卫林;透风林带防护区中风结构的模拟研究[J];科学通报;1984年01期
10 辛士红,汪建文;形形色色的风力机[J];能源技术;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王辉;同位网格离散与加密的实施及其在建筑风场模拟中的应用[D];浙江大学;2004年
2 林波荣;绿化对室外热环境影响的研究[D];清华大学;2004年
3 李惠君;大气边界层特性的风洞模拟研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋中秋;城市中的绿化环境[D];武汉理工大学;2003年
2 刘继生;大跨结构表面风压及周围风环境的数值模拟[D];浙江大学;2004年
3 郁有礼;高层建筑物绕流风场的数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2005年
4 龚波;教学楼风环境和自然通风教室数值模拟研究[D];西南交通大学;2005年
5 李志强;三维建筑风环境及风压分布的数值模拟和实验研究[D];西安建筑科技大学;2006年
6 王承启;复杂体型建筑风荷载数值模拟及试验研究[D];重庆大学;2006年
7 马剑;群体建筑风环境的数值研究[D];浙江大学;2006年
8 全远丽;建筑物表面风压及周围风环境的数值模拟研究[D];暨南大学;2007年
9 都桂梅;几种典型布局住宅小区风环境数值模拟研究[D];湖南大学;2009年
10 张东方;建筑环境中的有效风能利用研究[D];山东建筑大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐扬;建筑环境中风能利用的模拟研究[D];山东建筑大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张辉;陈善年;徐益谦;;三维抛物型流动问题的非错列网格计算方法[J];东南大学学报;1993年05期
2 张华,张湘伟,廖林灿,倪霖;管材弯曲成型过程的有限元模拟[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年06期
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4 高智;简化Navier-Stokes方程的层次结构及其力学内涵和应用[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1988年06期
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7 关滨蓉,马国馨;建筑设计和风环境[J];建筑学报;1995年11期
8 张涵信,余泽楚,陆林生;求解N-S方程的一个简单隐式算法[J];空气动力学学报;1984年04期
9 张涵信;无波动、无自由参数的耗散差分格式[J];空气动力学学报;1988年02期
10 张涵信,贺国宏,张雷;高精度差分求解气动方程的几个问题[J];空气动力学学报;1993年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李本文,赫冀成,刘日新;不同差分格式在同位网格系统中的计算效果比较[J];东北大学学报(自然科学版);2000年04期
2 宇波,王秋旺,林明杰,陶文铨;一种非结构化同位网格算法[J];工程热物理学报;1998年04期
3 王锁芳,李立国,吴国钏;壁面冷却的三股混合气流的数值计算(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;2004年02期
4 樊菊芳,于永兴,王良璧;错排环布圆管翅片式换热板芯的计算研究[J];兰州交通大学学报;2005年04期
5 王辉;陈水福;唐锦春;;基于建筑风场数值模拟的网格层块加密法[J];计算力学学报;2007年01期
6 吴巍;周孝德;王新宏;程文;冯民权;;复杂边界大尺度流场模拟中同位网格的实施[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2010年05期
7 姚仕明;王兴奎;张超;郑钧;;曲线同位网格的三维水流数学模型[J];清华大学学报(自然科学版);2006年03期
8 闫金波;张小峰;陶冶;钱俊;;非正交曲线坐标系平面二维丁坝绕流数值模拟研究[J];中国农村水利水电;2007年01期
9 徐林春;赵明登;黄本胜;黄东;郑国栋;赖冠文;;同位网格下平面二维水流数学模型的有限分析解法[J];武汉大学学报(工学版);2006年03期
10 王辉;陈水福;唐锦春;;建筑风场模拟计算的边界处理[J];科技通报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 任伟伟;赵立清;王从磊;孙建红;;无界面插值的浸没边界法的流固耦合模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 孔俊;宋志尧;张金善;;7一种新的浅水方程计算模式及其应用[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
3 徐征;刘冲;陈国强;黎永前;王立鼎;;面向片上电泳分离的电动流体数值计算研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(二)[C];2005年
4 李宏;张振国;陈晓非;;基于可变同位网格的有限差分法地震波模拟[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
5 丘磊;田钢;;选择性滤波同位网格有限差分法在地震波数值模拟中的应用[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
6 周涛;杨志义;倪明玖;陈红丽;;矩形管道内液态金属MHD流动模拟程序的研发与验证[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 葛长江;基于交错、同位和非正交网格求解流场的半隐式快速算法研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱会;基于MATLAB的旋风分离器内气固两相流场的数值模拟[D];北京化工大学;2007年
2 龚然;给水处理厂平流式沉淀池的数值模拟研究[D];河海大学;2006年
3 刘嘉夫;同位网格下平面二维水沙数学模型的研究[D];西安理工大学;2007年
4 吴巍;一般曲线坐标系下平面二维水沙数学模型的研究[D];西安理工大学;2006年
5 钟会影;黏弹性聚合物溶液微观渗流机理研究[D];大庆石油学院;2007年
6 杨程;同位网格中的SIMPLER算法研究及其在水沙运动数值模拟中的应用[D];北方民族大学;2009年
7 王兰香;同位网格中的SIMPLE算法研究及其在水沙运动数值模拟中的应用[D];西北第二民族学院;2007年
8 赵建新;基于BFC系统铸件充型过程数值模拟[D];东南大学;2005年
9 马宁;多重网格技术在求解Navier-Stokes方程的SIMPLE类算法中的应用[D];北方民族大学;2008年
10 李一帆;不同网格系统下三对角四阶紧致格式的优化和初步应用[D];河南师范大学;2013年
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