城市规划应用方面,目前城市实践者主要关注于”土地使用与建筑布局”,使得城市街区尺度的模拟变得尤为重要。有别于传统宏观尺度与微观尺度气候模拟,将填补两者之间的隔阂,并且对潜在的城市通风路径进行有效的流体力学模拟。透过模拟得到一地区的风廊道路径与热环境情况,这对于控制性详细规划的指导与相关导则的制定有着重要的指导与实践意义。此类气候敏感型的城市规划方法也可以被逐渐应用到如公共交通导向(TOD)开发以及生态社区的推广之中,为更多的规划理念提供定量的决策支持WindPerfectDX三维CFD软件,可进行城市尺度风模拟计算,面向建筑、规划、景观等相关行业的需求。湖北微气候WindPerfectDX室内外通风模拟
所使用的模拟方法:计算流体动力学(CFD,计算流体力学)是什么?流体动力学是研究流体运动的一门学问。流体动力学有广的应用,包括计算空气流动,预测不同尺度的气候环境等.提供了一系列的实用原理,这些原理是根据实际测量所推导出的经验法则而来,用以解决实际问题.解决流体动力学问题通常涉及计算空气的参数,如速度,压力,密度和温度,这些都与时间、空间的函数有关.流体动力学的基本公理是守恒定律,它就能够以Naver-Stokes方程式求解,简化的NS方程式没有一套通用的解法,所以这类方程式只被应用在信息科学,用以计算机CFD计算.湖北微气候WindPerfectDX室内外通风模拟WindPerfectDX模拟建筑大楼风,调节微气候辅助城市设计,是专为建筑规划行业开发的三维CFD软件。
求解参数设置:将ICEM划分好网格的文件输出为msh文件,导入F1uent,进行求解参数的设置。主要参数包括求解基的选择,湍流模型的选择,边界条件的确定,残差控制设置等。求解基的选择:F1uent提供两种求解基,即Pressure-Based和Density-Based求解器,如图所示。其中Pressure-Based是针对低速、不可压缩流开发的,Density-Based是针对高速、可压缩流开发的。风是由于空气受热不均匀,密度改变引起的流动。空气理论上是可压缩流体,但是在常温常压下气体做低速流动时(V=100m/s),气体的密度相对变化小于5%,可按不可压缩流体处理( Boussincsq假设)。不可压缩流体的连续方程如下所示
WindPerfectDX可以在跨度很大的尺度上进行模拟,适应室内、建筑、规划、景观等各相关行业的需求,小到空调机、大到旅游景区等各种与人类活动相关的建成环境。将建筑CFD的多尺度模拟方法应用在城市微气候模拟中,在优化城市设计方案、制定控规导则等方面的指导将更加科学、具有实践性,规划的本科教育也将更专业、更有针对性。对整个规划行业,甚至是相关景观设计、环境科学等领域都有拓展本专业人才能力,提升跨学科融合度的长远积极意义。规划行业的整体实践方法和以及教育理念也需要从“粗放型”向“精细化”转变,这样才是从长远角度改善城市病的根本之道。WindPerfectDX建筑规划行业的三维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。
边界条件的确定:边界条件是流场变量在计算边界上应该满足的数学物理条件,指在求解域的边界上所求解的变量或其一阶导数随地点及时间变化的规律。边界条件与初始条件一起并称为定解条件,只有在边界条件和初始条件确定后,流场的解才存在,并且是***的。边界条件是否合理决定着计算过程中是否发散(divergence)对于流动入口,在入口压力未知的情况下,一般选用速度入口边界条件(velocity-inlet),对于速度入口边界条件,需要定义流入的速度形式,可以选择平均风分布或风剖面的形式。平均风分布风速不随高度改定,*输入风速的大小和方向,较为粗糙。风剖面能够反映风速随高度变化,及下垫面的粗糙情况,更接近实际情况,但需要用户自己写出函数的程序语言通过UDF(userdefinedfunctior调用,本次选取风剖面形式定义入口速度。WindPerfectDX三维CFD软件,模拟建筑大楼风,调节微气候辅助城市设计。北京CFD软件WindPerfectDX室内外通风模拟
WindPerfectDX建筑规划行业的三维CFD软件,保证城市风道的计算精度,导入高校设计课程教学。湖北微气候WindPerfectDX室内外通风模拟
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.湖北微气候WindPerfectDX室内外通风模拟
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