长春市高层住区综合物理环境优化策略——以万科城小区风环境为例

建筑风环境是建筑综合物理环境的重要内容和组成部分。以长春市万科城高层小区为例,利用CFD模拟软件PHOENICS对不同布局形式的高层住宅建筑群体进行数值模拟与分析,对风环境做出整体评估并用图示语言阐释对不良风环境的优化策略。最后对实例的风环境进行优化设计,探索改善长春市高层住区风环境的对策。     

某大型体育中心室外风环境模拟分析

本文运用计算流体力学(CFD)方法,对六盘水市某大型体育中心室外风环境进行了模拟和分析。该建筑基本符合国家绿色建筑评价标准的条文要求:场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风。该模拟分析可指导当地体育类建筑的规划设计和方案决策,以构建良好的室外风环境。     

关于住宅小区风环境的数值仿真

由于建筑间强烈的气动干扰,住宅小区的绕流风场异常复杂。为避免因建筑排列方式不当而导致不良风环境的出现,需要在规划阶段对风环境进行预测并优化方案。结合某一住宅小区风环境的研究,采用以k-εRNG湍流模型封闭控制微分方程的时均数值模拟方法,模拟了该小区在夏、冬季节主导风向下的绕流风场,针对风速场及风压场的模拟结果,分析评价了该小区的风环境。模拟表明,数值方法预测小区的风环境可以为优化规划方案提供科学依据。     

基于3DCM的城市覆盖面模拟及建筑物空间插值方法

以城市为单元模拟建立城市大气覆盖面模型，以小区为单元研究风环境与空气环境．获取城市建筑物空间坐标，利用二次曲面方程建立城市覆盖面模型，以新增建筑物为研究对象，对其空间位置进行插值分析，将其纳入城市小区建筑群构成新的小区环境，籍此对其进行风环境的实验分析，模拟建筑物的尺度、间距、空间组合与朝向定位等参数，辅助城市小区风环境规划与优化。     

侧风作用下汽车外流场气动特性分析

 针对汽车行驶中受侧风的影响问题,通过数值模拟研究了侧风作用下汽车的气动特性。利用三维软件UG 设定某实车模型参数,基于计算流体力学方法对实车模型进行数值模拟,研究侧风作用下车身外流场变化以及不同前车窗倾角对汽车气动特性的影响。结果表明,侧风中汽车外流场不对称,导致空气侧向力系数急剧增加达到0.927,空气阻力系数增加38.5%达到0.392,空气升力系数增加15.6%达到0.281;随着前车窗倾角的增大,车身底部气流在车尾的分离推迟,尾涡数量减少,车身表面正负压区域缩小,空气侧向力及空气升力系数变小,在前车窗倾角为35°时,汽车在侧风中的气动特性最优。     

电势法和磁场法在直流电弧炉电弧射流数值模拟中的对比

针对直流电弧炉冶炼过程,在二维近似条件下,利用PHOENICS程序对直流电弧炉内电弧射流的磁流体力学模型进行了数值模拟,分析了电势法和磁场法在电弧射流数值模拟研究中的异同,并将这两种方法的计算结果与已有的实验结果进行了比较.结果表明,磁场法的计算结果高于电势法且与实验结果更加接近;但从数值模拟的角度看,电势法更易实现.     

船舶机舱内热环境数值模拟

采用计算流体力学的方法对已有机舱热环境进行数值模拟,使用计算流体力学软件FLUENT对机舱内温度场与速度场的三维分布进行数值计算,根据计算结果提出机舱通风的改进意见.研究结果可为船舶机舱通风系统设计提供理论依据,并对优化设计具有指导作用.     

管内切向三维紊流旋流流动和传热数值研究

在引进先进的通用化CFD软件(PHOENICS)的基础上,采用目前工程实际中应用最广泛的K-ε湍流模型,通过编制PHOENICS输入文件Q1,对直管内切向旋流湍流的压力场、速度场、温度场和密度场进行了数值模拟,开发出能够计算直管内三维可压缩流体有粘切向旋流紊流流动和传热的一些有价值的结果.     

高架桥对城市街谷风环境的影响研究

城市风环境是城市居住空间品质和居民生态质量的重要评价指标.研究表明,城市高架桥对周边既有建筑的室外风环境具有明显影响.以影响空气污染物扩散的无风区面积比例、影响室外活动区域舒适度的风速放大系数为指标,街谷高宽比、高架桥高度、跨线高差为变量,基于计算流体力学模型,模拟分析了高架桥跨线节点及街道沿线的风环境变化规律,为以环境控制为目标的高架桥建设提供了前期规划及设计依据.     

新型多段式自预热燃烧器设计与数值模拟

设计一种新型的多段式自预热燃烧器,其技术特点是:内部包含高温烟气回流通道,利用高温烟气预热空气与燃料,并在燃烧室内形成强烈的逆流对流换热.使用计算流体力学(CFD)方法对燃烧器内温度场、燃烧室内速度场和温度场进行模拟,计算烟气卷吸率,并对燃烬率进行比较.研究结果表明:使用该燃烧器空气预热效果较好,烟气卷吸率达到6以上,满足高温空气燃烧所需要的前提条件,比使用传统燃烧器燃烧更稳定、充分.     

组合式贴壁风对660MW锅炉燃烧过程的影响

为防止电厂660 MW对冲燃烧锅炉出现水冷壁高温腐蚀现象,提出了锅炉前后墙和侧墙同时布置贴壁风的新型组合式方案.采用数值计算方法,对锅炉在原始工况和贴壁风工况下的炉内燃烧、传热及流动过程进行了数值模拟,重点考察了贴壁风对炉内速度场、温度场及烟气组分浓度场的影响.结果表明:模拟预测的强还原性区域与锅炉实际发生高温腐蚀区域相吻合;组合式贴壁风提高了侧墙的O2覆盖率,增加了覆盖区域的含氧量,而CO明显降低;贴壁风加入前后炉内燃烧温度和各组分浓度变化不大,对炉内燃烧几乎没有影响;从燃尽风引出的组合式贴壁风削弱了空气分级低氮燃烧作用,NOx排放略有增加.     

日光温室中土壤—空气换热器作用下热湿环境的研究

土壤-空气换热器对日光温室内空气温湿度调节具有良好的效果。为了研究日光温室中土壤-空气换热器作用下日光温室内热湿分布特性,建立了土壤-空气换热器作用下日光温室热湿环境数值模拟模型。该模型基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,利用FLUENT15.0进行了稳态和非稳态的数值求解;采用组分运输模型和DO模型分别对湿度和太阳辐射进行了三维数值模拟。结果表明:模型能够对土壤-空气换热器作用下日光温室内热湿环境特性进行较准确的研究。在距日光温室地面0.5~2.5 m处,土壤-空气换热器对日光温室内空气温湿度处理具有良好的效果。     

地铁车站内流动特性的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法对地铁列车的进站、出站过程进行了瞬态模拟,得到了不同工况下地铁车站内的气流场分布,分析了列车的运行对车站内流场的影响,并讨论了活塞效应在车站自然通风中的作用.模拟结果表明,列车运行形成的活塞风对车站内的气流组织影响显著,同时也起到了通风换气的作用.站端设置活塞风井能够有效加强车站的自然通风,并降低站内的气流速度.     

沈阳某小区室外气流场模拟及室内环境相关性研究

目的研究建筑室外环境与室内环境的相关性,以期通过室外环境的优劣来分析建筑室内环境,使人们有一个较良好的室内生活环境.方法运用数值模拟Fluent软件模拟建筑室外气流场,得出在不同高度处小区风速及风压分布,通过分析不同高度处小区风速和风压的变化来研究建筑小区室外环境.结果建筑室外环境与室内环境有较大关联,建筑室外气流场的不同会直接影响建筑室内环境.结论模拟建筑室外气流场不仅可以评价建筑室外环境,而且对行人的日常出行会有一定的指导作用.     

日光温室中土壤-空气换热器作用下的热湿环境

土壤-空气换热器对日光温室内空气温湿度调节具有良好的效果。为了研究日光温室中土壤-空气换热器作用下日光温室内热湿分布特性,建立了土壤-空气换热器作用下日光温室热湿环境数值模拟模型。该模型基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,利用FLUENT15.0进行了稳态和非稳态的数值求解;采用组分运输模型和DO模型分别对湿度和太阳辐射进行了三维数值模拟。结果表明:模型能够对土壤-空气换热器作用下日光温室内热湿环境特性进行较准确的研究。在距日光温室地面0.5~2.5 m处,土壤-空气换热器对日光温室内空气温湿度处理具有良好的效果。     

建筑开口对自然通风效果及建筑能耗影响模拟分析

 通过Airpak软件模拟建筑开口对自然通风效果的影响,通过计算流体力学(CFD)方法和能耗模拟软件DesignBuilder模拟建筑开口对建筑能耗的影响情况。以长沙典型年气象数据为基础,分析了不同朝向和开口位置对建筑自然通风效果和能耗的影响。最后,综合自然通风效果与建筑能耗大小,提出了新的建筑设计综合评价指标,利用这个指标对不同方案下的建筑进行了计算,得出建筑朝向与开口位置最优组合方式。     

地铁活塞风的分析计算与有效利用

为了对地铁活塞风有一个比较全面和深入的认识与了解,对活塞风的形成机制及其作用于地铁隧道内的空气流动特性和影响规律进行了分析.以北京正在运营中的某地铁为研究对象,比较了SES与CFD商业计算软件PHOENICS(3.6.1)的计算结果,两者计算结果具有较好的一致性;将SES软件计算结果与现场实测结果进行了比较,结果同样具有较好的一致性.进一步将研究结果应用于正在设计中的北京某地铁通风空调工程设计,提出通过在地铁区间隧道内合理设置活塞风井,有效利用活塞风以减少空调能耗的设计方案.     

基于CFD的室内自然通风及热舒适性的模拟

自然通风条件下室内空气流动及其对热舒适性的影响是住宅设计的重要因素．基于计算流体力学方法,应用Fluent软件,开展了自然通风热舒适性的研究．建立了天津某小区高层住宅建筑中两种户型的计算模型,对夏季典型气候下室内自然通风情况进行了模拟分析探讨了风向、风速和气温对室内自然通风的速度场和热舒适指数的影响．得出了A型房间的通风效果要优于B型房间的结论．利用数值方法对住宅的自然通风进行模拟,不仅可以评价房间的自然通风效果,而且对于住宅户型的设计具有重要的参考价值．     

基于C FD数值模拟的典型建筑群风环境评估

为解决越来越多的体型复杂、布局多样、规模庞大的建筑群兴建后所带来的建筑风环境问题,文章选取3种典型建筑布局(行列式、错列式及围合式)下的建筑群,利用雷诺平均法及Realizable κ-ε湍流模型对各布局下北风及西风下的建筑风流场进行了数值模拟,利用定量与定性分析方法对建筑群风环境进行了评估。研究结果表明,西风比北风风向下的建筑群风环境好;综合对比分析2种风向下3种布局的风环境,行列式建筑群风环境较好。     

直接空冷系统汽轮机运行背压的一种计算方法

直接空冷技术已经广泛应用在缺水地区的火电厂中,但环境风对空气冷凝器的安全稳定运行有很大影响。设计人员需要对空冷系统进行数值模拟,了解风场对空冷系统换热性能的影响程度。目前常规的空冷电厂数值模拟方法和工程计算软件只能给出空冷换热器的换热效率,无法直接计算出在环境风作用下的汽轮机运行背压。采用汽轮机乏汽管道内部流动换热与空冷系统所处风场的内外流场耦合计算方法,能够直接计算出各种环境条件下汽轮机的运行背压,并以某大型空冷电厂为实例进行了数值模拟验证。