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。     

高层住宅中庭结构特性对其自然通风影响研究

运用Airpak软件对高层住宅建筑中庭断面尺寸等结构特性,文章对其自然通风的影响进行了数值模拟研究和实验验证.在同一建筑平面结构条件下,分别选用30、39、48、57、66及75 m等不同高度的住宅建筑为研究对象.同一建筑高度对应选用6个不同尺寸的矩形中庭,分别对其热压通风进行了数值模拟研究.研究结果表明:同一建筑高度下,中庭断面尺寸大的高层住宅建筑热压通风效果好;建筑高度每增加1 m,矩形中庭边长尺寸需增大0.043 m才能满足热压通风下的各住户室内热舒适环境.     

高层建筑形状及布局对城市街区 行人风环境影响研究

基于风洞试验和计算流体动力学方法(Computational Fluids Dynamics,CFD)研究高层建筑形状及布局对城市街区行人风环境的影响.采用最大风速比和归一化加速面积比,定量研究五种高层建筑形状及四类建筑布局对城市街区行人风环境的影响,确定全风向下的最优建筑形状以及布局,结合CFD数值模拟获得的全域流场信息,揭示建筑形状和布局对于城市街区行人风环境的影响机理.结果表明:在保持建筑高度和街区容积率一致的情况下,高层建筑群周边最大风速比不会随着建筑形状和建筑布局的改变而发生明显变化.但建筑形状和建筑布局会改变建筑群周边高风速区域的面积大小,全风向下的最优建筑形状和布局分别是Y字形和错列式布局,而最不利形状和布局分别是H字形和围合式布局.不同布局下的方形、H字形及X字形高层建筑群的最不利风向均位于斜风向,而十字形及Y字形则为正风向.高层建筑群在行人高度处的风加速现象主要是由狭管效应和角部分离效应造成的.     

基于PKPM软件的某绿色建筑室外环境模拟分析

室外环境对建筑物的影响是绿色建筑的一项重要研究内容,并且学校对室外环境质量要求相对较高。使用PKPM绿色建筑软件的CFD模块、Sound模块分别对合肥市某中学的室外风环境、室外声环境进行数值模拟分析,探讨了室外环境对学生校园生活的影响,并结合《绿色建筑评价标准》进行评估,结果表明该中学室外风环境满足标准要求,但室外噪声存在部分超标的现象,最后针对发现的问题提出相应的优化策略,为进一步改善校园环境提供了参考。     

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。     

室外风环境CFD模拟在小区规划建设中的应用

利用计算流体力学（CFD）方法,建立了典型住宅小区风环境的物理和数学模型,对处于设计方案阶段的该小区利用PHOENICS模拟软件进行计算机数值模拟,对不同方案的小区内空气速度场、压力场、温度场以及空气龄进行分析,并且以此为依据,得到一个小区内气流组织和节能方面的最优方案。结果证明采用计算流体力学的方法并借助于商业软件PHOENICS可实现对建筑小区风环境的模拟,其对建筑小区风环境的优化设计有一定的指导意义。     

节能建筑光环境设计实例

由建筑节能引出了建筑光环境设计的重要性,并介绍了一些计算机模拟软件,说明了计算机模拟软件应用于建筑光环境设计中的优越性.通过对某住宅楼光环境的模拟分析实例,对该软件在建筑光环境模拟分析中的应用作了进一步介绍.最后通过分析实例得出了该节能住宅楼光环境设计的相关建议.     

某空调办公室夏季热舒适性分析

本文运用Airpak模拟软件对某办公室热环境进行模拟分析,得出室内空气年龄、温度的分布规律以及人体热反应（PMV）等评价指标,通过模拟结果的分析,为办公室的合理布置提供一定的建议。     

建筑室外风环境数值模拟的湍流模型比较

对日本建筑学会提供的室外无污染物扩散和有污染物扩散的建筑风洞实验模型,采用15种湍流模型分别求解其室外流场,通过模拟结果与风洞实验结果的对比分析,确定建筑室外风环境数值模拟所用的最优湍流模型.结果表明,Suga三次式高Re k-ε模型对风场和浓度场的求解具有很高的精度,是最优的模拟室外风环境的湍流模型,不足之处是该模型...     

空调列车软卧包厢内置换通风热环境数值模拟

采用Airpak软件对置换通风下的空调列车软卧包厢内热环境进行三维数值模拟,得到包厢内流场、温度场、PMV-PPD和空气龄分布.根据人体舒适性指标(PMV-PPD)和衡量空气品质的空气龄值,对包厢内气流组织和空气品质进行了预测和评价.研究表明:采用Airpak软件,并基于PMV-PPD和空气龄的热环境数值预测和评价,具有全面、系统、直观的优点,为优化空调列车舒适环境和列车空调系统设计提供参考.     

基于区域嵌套与分解的城市风环境模拟方法研究

提出了适合城市风环境数值模拟的一个新的计算方法——嵌套计算方法。该方法首先对目标建筑群及其更大的周边环境建立大计算域并以较粗的网格进行计算,然后建立包含目标建筑群的子计算域并以精细的网格划分,以大计算域计算出的解作为子计算域的边界条件以实现区域嵌套求解。通过对两种建筑群布局的模拟计算,将该方法与传统方法计算的高精度解和中精度解进行对比。结果表明,本文的方法可以降低单次计算的网格数量,并且计算结果具有较高的精确度。     

深圳大运体育中心行人风环境的大涡模拟

建筑群附近风环境的品质,直接影响地面行人的舒适与安全。以深圳大运体育中心主要建筑为工程对象,采用一种新的湍流脉动流场生成方法(discretizing and synthesizing random flow generation,DSRFG)模拟风场的实际湍流边界条件,基于数值模拟计算软件Fluent,对深圳大运会体育场馆为中心10 km范围内的山体和主要建筑物进行全尺寸大涡模拟计算,得到各风向角下体育中心速度场分布。结合当地气象资料,采用超越阈值概率法对体育场馆周围场地行人风环境进行预测与评估,并对风环境较差地区的成因进行分析并提供改良建议。结果表明:该研究方法可以较准确地预测出建筑群周围风环境分布,并为类似体育场馆设计的合理性以及行人风环境的研究与优化提供有价值的参考。     

基于PHOENICS的办公楼通风效果的数值研究

应用商业软件对某办公楼的通风效果做了数值模拟．计算基于Reynolds的时均控制方程以及RNGk-ε湍流模型并以建筑室外环境模拟结果作为边界条件,求解办公楼主要功能空间的流场、风速以及通风量．研究表明,使用数值方法可对建筑空间整体通风效果进行估算,对于有严格要求的功能空间的通风设计具有一定的参考意义．     

广州地区办公建筑空调负荷特性及分布规律探讨

为了能够更好的确定办公建筑空调系统设计方案和设备选型,以广州某办公建筑为例,介绍了模拟工具辅助工程设计方法,利用建筑热环境模拟软件Dest进行了详细的建筑逐时能耗模拟,完成了全年8 760小时的动态负荷计算,进而对此办公建筑分析了空调负荷频率和时间频率随空调负荷率的变化规律,对办公建筑空调系统的设备选型,时间控制等方面内容有一定的指导意义,更有利于减少建筑设备的初投资,降低空调系统的运行费用.     

穿孔金属板表皮建筑室内照度模型与采光性能

近年来,穿孔金属板作为玻璃幕墙的外挂遮阳构件受到建筑师和业主的广泛青睐.为了解决因结构复杂穿孔金属板表皮建筑的采光模拟过程烦琐耗时这一问题,基于全阴天空模型,建立了穿孔金属板表皮建筑室内照度数学模型,以获取工作面特定点的照度值;同时利用光环境模拟软件Radiance对该模型进行验证;最后就穿孔金属板建筑表皮几何参数对室内采光性能的影响进行分析.结果表明:通过室内照度数学模型与Radiance软件数值模拟所得结果的整体误差平均值为3.9％,其证实了模型的准确性与优越性,可为建筑遮阳设计中穿孔金属板几何参数的确定提供快速准确的计算方法,以营造理想的室内光环境.     

长春市高校学生宿舍建筑风环境数值模拟研究

以长春市高校学生宿舍为例,利用CFD模拟软件Fluent,对不同布局形式的长春高校学生宿舍建筑群体进行数值模拟与分析。通过计算机模拟,从风速比、风速分布、风压分布角度出发,对风环境做出整体评估并提出可行的改进措施。     

高层建筑标准模型绕流数值模拟

选用Standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε3种高雷诺数湍流模型,对高层建筑标准模型(commonwealth advisory aeronautical research council, CAARC)在不同网格划分方案、不同风场环境及不同风向条件下的流场特征进行了模拟,并用风洞试验数据验证模拟效果,得到以下结论：建筑物边界层网格模型的细密程度会对模拟结果产生明显影响,当选用最细密的网格模型进行模拟时,RNG k-ε模型与风洞试验数据的均方根误差要比选用最稀疏的网格模型时小50%～70%,其余两种模型则大约相差40%～50%。在B类、D类两类风场环境下,RNG k-ε模型所得平均风压系数的变化区域及变化趋势基本一致,无明显差别,而其余两种模型在不同风场环境下的变化趋势及变化范围均有较大不同,差别主要表现在建筑物的侧风面和背风面上。0°风向下,RNG k-ε模型在建筑物侧风面和背风面处的平均误差要比其余两种模型小10%左右;90°风向下,RNG k-ε模型在侧风面处的平均误差比其余两种模型小大约5%。总体来说,在多种模拟条件下,RNG k-ε模型所得结果的...     

基于GWO改进神经网络的风致输电杆塔响应计算方法

针对基于有限元方法的风致输电杆塔仿真模型存在模型参数设置复杂、响应速度低下等问题,本文提出了一种结合杆塔仿真计算与机器学习的杆塔应力快速计算方法,实现了风致输电杆塔仿真模型的高效运算。本文首先利用有限元仿真分析10~35 m/s风速0~90°风向下输电杆塔的应力结果,将其作为神经网络训练样本;分析杆塔本征参数及气象因素对杆塔应力结果的影响,提出一种基于风速、风向和塔材类型等因素的特征值选取方法;利用GWO优化算法提高神经网络准确度,建立基于GWO-BPNN的杆塔风致应力计算模型,计算速度可达建模仿真的10倍以上。在准确率上,基于数据集划分训练集及验证集,模型准确率在98%以上,将计算结果与实际杆塔受灾情况相比情况一致。本模型可用于输电线路防风预警,致力于输电线路防灾减灾。