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基于格子Boltzmann方法的建筑流场仿真研究

王辉  
【摘要】: 为了预测建筑内外气流分布和流动规律,优化建筑通风,本文对格子Boltzmann方法(LBM)在建筑通风仿真中的应用进行了研究。 本文所研究内容主要包括四个方面:首先,本文构建了建筑流场LBM数值风洞仿真模型,为建筑流场LBM仿真研究提出了一个通用的框架。在LBM数值风洞的基础上提出了建筑流场二维LBM仿真模型,文中以一个二维的实例对模型进行验证。接着,本文构建了建筑流场LBM分区仿真模型和建筑流场LBM粗细网格仿真模型,解决LBM在复杂建筑空间流场仿真中计算量大、计算时间长,难以实际应用的问题,文中以一个单元楼为例进行了实例计算。而后,本文提出了建筑流场LBM-LES仿真模型,用来模拟处于湍流流动的建筑流场,文中用雷诺数Re=50000的实例对该模型进行了验证。最后,本文提出了建筑流场三维LBM仿真模型,用来模拟三维建筑流场的复杂流动,文中也用一个三维实例进行模型的验证。 通过本文的研究基本解决了格子Boltzmann方法在建筑流场仿真应用中的关键问题,这项研究工作,对格子Boltzmann方法在建筑通风仿真中的应用具有极大的推进作用,为掌握建筑内外部流场分布和流动规律提供了一种手段。


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