严寒地区住区室外风环境数值模拟研究

该文立足于优化建筑小区规划设计的理念,利用CFD软件模拟严寒地区住区在冬、夏季主导风向下的绕流风场,得到住区内人行高度处的风场分布,然后依据相关规范对小区的风环境进行了详细的分析,提出了有助于严寒地区小区规划的措施与建议.     

邯郸市高层居住区室外风环境数值模拟研究

以邯郸市某小区为研究对象,结合Phoenics 2015软件模拟的方法,对小区室外风环境进行模拟分析,并对其优劣状况进行评价,为高层居住区室外风环境的分析提供参考。     

架空方式对某住宅小区室外风环境影响的数值模拟

本文采用标准RNG k-ε湍流模型对东莞市某住宅小区架空层设置方式对人行高度处风环境的影响进行了数值模拟,通过对4种不同架空方式的计算分析得出结论:首层架空后,人行高度处的流场平稳,无复杂涡流产生,风环境良好,对小区风环境改善效果明显.研究结果对住宅小区规划、建筑设计具有指导意义.     

国内外室外风环境数值模拟技术研究进展

20世纪80年代中期,随着计算机技术的快速发展,各种风环境模拟软件也逐渐出现,其中包括Ansys、Fluent、StarCD等,以CFD技术为代表的流体力学技术为风环境的研究形成了理论基础。经过这些年的发展逐渐成熟,现已有一些较为重要的成果。通过分析国内外室外风环境数值模拟技术研究进展情况,探讨风环境模拟在建筑中的现实意义。     

建筑室外风环境的计算机仿真研究

本文分别采用层流和紊流模型,利用计算机仿真的方法,对风绕建筑的室外风环境进行了研究,获得了流动可视化图形和风压系数的分布图。结果表明,计算机仿真方法研究风环境,数据全面且周期短,有其独特的优势,对建筑设计人员设计和规划人员了解同我环境来说是一个强有力的工具。     

室外风对火灾烟气影响的试验研究

为研究室外风对火灾烟气的影响,设计并搭建了多功能火灾烟气流动与控制试验台,通过模拟产生不同风速的室外风,开展室外风对烟气层温度、烟气生成量和烟气沉降情况影响的试验研究。研究结果表明：当室外风速小于0.75 m/s时,烟气层温度随风速的增加下降很快,但室外风速继续增大,烟气层温度下降速度变慢;顶棚烟气最高温度出现在下风向0.10～0.17个无量纲距离内,火源下风向的温度总体比上风向温度高;室外风会使烟气生成量明显增加,但随着室外风速的增加烟气生成量增加的速率越来越小;随着室外风速的增大,烟气层分界面的最大温度梯度逐渐减小,烟气层分界面越来越不清晰,烟气将充满整个空间。     

某住宅室外风环境模拟研究

选择新疆石河子地区某拟建住宅组团,在规划设计阶段初步方案确定后,进行室外风环境模拟,判断是否达到绿色建筑对室外风环境舒适度指标要求。结果表明,冬季工况下,住区主要干道及活动区域风速、室外风压、全区域最大风压差等均满足要求。夏季工况下,在室外主要活动区域出现局部无风区及涡旋区,不满足要求。通过调改拟建方案中建筑朝向后,模拟结果满足要求,住区室外风速为0~7.44m/s,平均风速为3.23m/s,住区风速在平均风速以上的区域占40%,住区室外主要活动区域未出现无风区和涡旋区。     

基于室外风环境CFD模拟的建筑规划设计

立足于优化建筑小区规划设计的理念,介绍了如何建立适合建筑小区模拟的模型与相应的边界条件.通过建筑小区自然通风的CFD模拟实例,说明了评价室外风环境的方法,以及如何在建筑规划设计前期与建筑方案结合,及时评价小区风环境设计的合理性.建筑小区风环境CFD模拟在规划前期的介入,对建筑规划设计的优化具有指导建议.     

建筑物架空设计对室外风环境的影响研究

建筑形体设计对建筑室内外风环境有很重要影响,而架空设计是改善室外风环境的手段之一.将计算流体力学(CFD)模拟与建筑设计相结合,能够更好地为建筑设计提供依据,优化建筑设计方案.通过CFD模拟,探究西交利物浦大学中心楼在有无架空及不同架空高度对建筑周边人行高度风环境的影响.结果表明,建筑架空设计对建筑周边高度1.5 m处...     

某小区建筑群室外风环境的数值模拟

建筑风环境对于行人的舒适性与安全、建筑的节能和污染物的扩散等都具有很大影响.通过对东风、东南风和东北风3种风向下南京某小区内的风环境进行数值模拟,并对小区的风环境品质进行了评估.结果表明:在3种风向下,小区内部行人高度处(Z=1.5 m)的风速均不会超过4.5 m/s,不会影响人的舒适性;在东南风和东北方风向时大部分建筑前后的风压为2～3 Pa左右,能够较好地利用自然通风,节约能耗;但由于小区建筑群面积较大、建筑较多,有小范围内的无风区域和涡旋区,不利于污染物的扩散.     

环境风作用下建筑开口溢流火焰拓展规律研究

建筑开口火溢流特征参数研究是火灾科学领域的基础研究内容之一,尤其是正交侧吹横向风影响下的开口火溢流特征更是影响到相邻建筑的火灾危险性。基于弗洛德相似准则,利用缩尺寸建筑燃烧腔室模型开展建筑溢流火灾实验,在正交侧吹横向风作用下,对不同火源功率和不同开口尺寸的建筑腔室溢流火焰扩展规律进行探究。重点分析风速对火焰形态的影响,建立环境风作用下建筑腔室开口溢流火焰长度的分段预测模型,为建筑外立面防火设计提供参考。     

温州东海广场风荷载数值模拟与风洞试验研究

对温州东海广场工程这一具有较大截面长宽比的复杂高层建筑进行了风荷载数值模拟和风洞试验研究。首先,在工程预研阶段用数值模拟方法计算得到了主要风向角工况下结构表面的平均风荷载分布。然后,参考数值模拟计算结果,引导进行风荷载风洞试验的测点布置方案,进行风洞模拟试验研究。最后,将数值计算结果和风洞试验数据进行了对比,显示数值模拟计算和风洞试验结果两者吻合较好。研究表明,综合采用数值模拟和风洞试验研究,可以较为准确地把握复杂建筑结构的风荷载分布,这种方法有助于提高结构抗风研究的水平。     

Numerical study on wind pressure characteristics of Chinese yurt building under downburst wind

Inner Mongolia is a high-frequency thunderstorm region in China, and the downburst caused by the thunderstorm weather is a severe threat to buildings. In order to study the influence of downburst on the wind pressure characteristics of the yurt building, the wind field model of the yurt building under downburst is established based on the computational fluid dynamics method, and the effect of the wall treatment method and turbulence model on the numerical simulation of wind pressure of the yurt building under downburst is analyzed. The results demonstrate that the maximum positive pressure at the windward side of the yurt building occurs at 3/4 of the yurt building height under downburst, and the maximum negative pressure at the roof of the yurt building appears at the center of the roof. Compared with the experimental results, the Shear Stress Transport (SST) k-ω model is suitable for simulating both sides of the yurt building, while the Reynolds Stress equation Model (RSM) is suitable for simulating the windward side, roof, and leeward of the yurt building. The enhanced wall treatment is appropriate for simulating the remaining sides of the yurt building while the standard wall function is appropriate for simulating both sides of the building.     

某超高层建筑风洞测压试验

依据某超高层建筑,着重介绍了风洞试验的方法,描述了在考虑有、无环境建筑影响下,该高层建筑一些典型的表面风压特性以及一些测点风压随风向角的变化规律。结果表明:迎风面中上部风压系数较大,接近1.0;底部部分风压系数达到1.0;侧风面和背风面风压系数大多为负值,特别是靠近角落处由于涡旋脱落,其值可达到-2。环境建筑对该高层建筑表面风压的影响较大,特别在建筑中下部。为其进行结构设计提出一些参考。     

建筑群风环境特性的数值模拟与分析

结合风洞模型试验对群体低层四坡屋面房屋周围的风场及表面风压进行了计算和分析,在单体数值模拟计算结果和风洞试验结果有较好吻合的前提下,获得了有相邻建筑干扰的情况下,低层四坡屋面房屋的表面风压的变化规律,为群体建筑的合理建筑形式及结构抗风设计提供了科学依据。     

双塔建筑风荷载狭缝效应的数值研究

对双塔建筑进行了风荷载和风场的数值模拟,计算得出了建筑周围的流场分布和建筑表面各测点的风压,并着重讨论了双塔建筑物之间的狭缝效应,结果表明,并列布置时,干扰作用只发生在相邻建筑物的侧风面,对相邻建筑物的迎风面影响很小,干扰作用的大小与建筑物的间距有关。     

地貌对高层建筑(群)风效应影响数值分析

高层建筑(群)风效应与地貌条件相关,分析掌握其内在关系是建筑布局规划和抗风设计的重要前提。基于雷诺时均模拟方法(RANS),引入具有分离流预测优势的SST k-ω湍流模型,以某高层建筑单体及群体风场为对象,模拟4类地貌条件下的风效应场,侧重分析人行高度(2m)风速场以及建筑立面的风压分布特性。分析结果表明,地貌除对人行高度的风速场影响明显外,对高层建筑表面风压系数影响也较为可观,实际工程应适当考虑地貌效应。     

雷暴冲击风作用下高层建筑风压幅值特性研究

采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对4个不同深宽比的高层建筑模型进行测压试验,分析了各模型8个不同径向位置处的风压幅值特性,并与大气边界层风作用下的建筑表面风压系数进行了对比。结果表明：雷暴冲击风作用下,建筑迎风面为正压,侧面和背风面均为负压;迎风面平均和脉动风压受模型深宽比影响较小,侧面和背风面受深宽比影响较大;随着径向距离的增加,迎风面平均风压系数逐渐减小,脉动风压系数先增大后减小,侧面平均风压系数绝对值以及脉动风压系数先增大后减小,背风面平均和脉动风压系数变化较为平缓;各模型迎风面风压系数沿高度呈“鼻子”状分布,最大风压出现在0.25H(H为模型高度);与大气边界层风作用下建筑表面风压幅值相比,雷暴冲击风作用下高层建筑模型的迎风面中下部区域以及侧面前缘部位风压系数较大,考虑雷暴冲击风作用的高层建筑设计时,应对这些区域的风荷载取值进行适当放大。     

高层建筑水平悬挑遮阳板风荷载的风洞试验研究

高层建筑悬挑遮阳板等小尺寸构件直接承受风荷载作用,在强风作用下的安全性备受关注。相对于建筑的整体尺寸,悬挑遮阳板很小,难以在缩尺模型上直接模拟,因此在实际工程的风洞试验研究中常常被简化或者忽略。研究中利用3D打印技术制作了精细化的有悬挑遮阳板的高层建筑风洞试验模型,并在打印遮阳板模型时直接预留测压管道,分析了水平悬挑遮阳板的风压分布规律及遮阳板对建筑立面风压的影响,并对基于建筑立面风压的悬挑遮阳板风压估计方法的估算误差进行了评估。研究结果表明：高层建筑水平悬挑遮阳板的最不利净风压的最大值出现在顶层遮阳板处;水平悬挑遮阳板的存在能较大程度地削弱建筑立面上的最不利负风压;悬挑遮阳板最不利风压可利用其上下两侧附近建筑立面测点的风压差近似估计,但对于建筑立面边缘附近的悬挑遮阳板端部以及建筑底部附近的最底层悬挑遮阳板上的最不利风压,这种方法的估算误差较大。     

外界风影响下高层建筑竖井自然排烟可行性

以高层建筑竖井自然排烟为研究对象,利用FDS软件对竖井自然排烟进行模拟,研究外界风对自然排烟的影响.模拟结果表明:当排烟口处于迎风面时,竖井自然排烟受到的影响最大;当竖井顶部四面开启排烟口时,自然排烟受室外风的影响最小.由模拟可见,通过合理设计竖井结构,高层建筑竖井自然排烟是可行的.