建筑风环境模拟中风参数不确定影响分析
两种建筑群室外风环境数值模拟分析
2. 建筑群B摘要：本研究分析了两种建筑群室外风环境数值模拟。
采用 COMSOL Multiphysics 软件进行模拟，对两种建筑群在不同季节、不同风速条件下 的风速、风向、风压进行了数值模拟。
通过对模拟结果的分析，得出了 两种建筑群的风环境特点和优缺点，并提出了相应的改进方案。
本研究 对于提高建筑群室外风环境的舒适性和安全性具有一定的理论和实际意 义。
关键词：建筑群、室外风环境、数值模拟、 COMSOL Multiphysics 引言：建筑群是指几幢以上建筑物按一定布局分布在一定范围内的建筑群 体，是人类生产、生活、劳动的重要场所。
建筑群室外风环境直接影响 建筑物的使用寿命、建筑功能发挥以及人类健康和舒适性。
因此，对于 建筑群室外风环境的研究具有十分重要的意义。
在本研究中， 我们选取了两种不同类型的建筑群进行数值模拟分析。
本文将给出这两种建筑群的情况介绍、数值模拟分析过程、结果分析和 改进措施。
一、建筑群情况介绍1. 建筑群 A建筑群 A 位于城市中心，由两栋高层住宅和一栋商业综合楼组成， 总建筑面积为 6.3 万平方米。
其中，高层住宅分别为 18 层和 22 层，商 业综合楼为 5 层，建筑风格现代简洁。
建筑群B 位于城市郊区，由一栋大型综合型医院和两栋高层写字楼组成，总建筑面积为8.6 万平方米。
其中，医院为一座重点建设工程，占地面积较大，高层写字楼分别为25 层和22 层，建筑风格简约大气。
二、数值模拟分析过程本研究采用COMSOL Multiphysics 软件进行数值模拟分析。
在模拟过程中，我们选取了两种典型的季节，分别为夏季和冬季。
在每个季节中，模拟了不同风速下的风场分布，包括风速、风向和风压等参数。
在模拟过程中，我们采用了三维封闭模型，并设置了不同类型的边界条件和区域物性参数等信息。
三、结果分析在模拟过程中，我们得到了建筑群A 和建筑群B 在不同季节和不同风速下的风环境分布情况。
某小区建筑风环境数值模拟分析研究
Ｎｏ６ １ ０ ｆｏａ Ｎｏ２ ４． １ ９ ． ｉ ２ １１ Ｔ ｔｌ １ ．４ Ｖｏ． ） ３
建 筑 节 能
‘。 一
■ 暖 通 ｆ空 调 ｊ
ＨＥ ＡＴＩ Ｇ． Ｎ ＶＥ ＮＴＩ ＴＩ ＬＡ ＮＧ ＆ ＡＩ Ｒ ＣＯＮＤＩ Ｉ ＯＮＩ Ｆ ＮＧ
Ｗ ｉ ｄ Ｅ ｖ ｒ ｍ ｅ ｔＳｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ Ｒ ｓ ｄ ｎ ｉ Ｉ ｓ ｒｃ ｎ ｎ ｉｏｎ ｎ ｍ ｌ ｔｏ ｆ Ａ ｅ ｉ ｅ ｔａ ｔ ｉｔ Ｄｉ
Ｃ ＨＥＮ ｅ Ｊ ＮＧ ｉｇ Ｗ ｉ．， Ｊｎ
（ Ｃ ｉａ ｂｌ Ｃ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｓ ｏ ｐＧｕｚ ｏ ｏ Ｌ ｄ， ｉａ ｇ５ ０ ０ ， ｈｎ ； １ ｈｎ Ｍｏ ｉ ｏ ｅ ｎｃ ｔ ｎ ｕ ｉ ｕＣ ． ｔ Ｇｕｙ ｎ ５ ０ １ Ｃ ｉａ ｉ Ｇｒ ｈ
Ｋｅ ｏ ｄｓ ｗｉｄｅ ｖｒ ｎ ｅ ｔｓｍ ｕａｉｎ ｂ ｉ ｉｇｌｙ ｕ ｙｗ ｒ ： ｎ ｎ ｉｏ ｍ ｎ ； ｉ ｌｔｏ ； ｕｌ ｎ ｏ ｔ ｄ ａ
０ 引 言 随着 科 学技术 的高速 发 展和城 镇化 进程 的 加快 ， 建 筑单 体 的形式越 来越 多样 化 ， 建筑 群 的布 局也 愈加
简 化 处 理 ， 照 同一 高 度 处理 （ １中 ｚ轴 负方 向为 按 图 正北方 向） 。
随 着计算 机技 术 的发展 ， 人们 研究 室外 气流 流动 的手段 已经不 仅仅 满足 于采 用风洞 试验 的方 法 ， 近年
来 快速 发 展 的 Ｃ Ｄ（ ｏ ｕａ ｏ ａ ＦｕｄＤｙ ａ ｃ） Ｆ Ｃ ｍｐ ｔ ｉｎ ｌ ｌｉ ｎｍｉ 计 ｔ ｓ
摘要： 以桌小区为例， 对其风环境进行 了数值模拟计算与分析 ， 引入梯度风的概念， 出了小 区内建筑分布对 小区风场的影 响。为住 指 宅小 区建筑布局 的规划建设 及建筑室内通风效果预测提供 了指导和优化途径 。
建筑设计中的风洞模拟与风险评估研究
建筑设计中的风洞模拟与风险评估研究引言：建筑设计中，风洞模拟与风险评估研究是至关重要的环节。
通过模拟真实环境中的风力情况，可以有效评估建筑物及结构体对风的抵御能力，从而降低风灾风险，并优化建筑设计。
一、风洞模拟的意义在建筑设计中，风洞模拟是一种全面精准的工具，可以帮助工程师们更好地理解风对建筑物的影响。
风洞模拟通过在实验室内创造出与真实环境中相似的风场，来模拟不同风力下建筑物所承受的风荷载情况。
通过模拟风洞实验，可以准确测量建筑物的风荷载响应，评估其结构安全性，发现潜在的风险，从而指导设计师优化结构。
二、风洞模拟的过程风洞模拟的过程包括实验设计、风洞建模、数据收集及分析等环节。
首先，根据建筑物的特征和设计要求，建立实验参数，如建筑物尺寸、高度、方位等。
然后，使用实验室中的风洞设备，模拟真实的大气层流场，制造出与实际环境中相似的风。
同时，使用1:100或1:200比例的模型，准确重现建筑物的形态，并安装相应的测量仪器。
通过风洞实验，能够获得建筑物在不同风力下的风速、风压、摄动等信息，从而进行数据分析与评估。
三、风险评估的方法风洞模拟所得到的数据为风险评估提供了重要依据。
基于风洞模拟结果，可以进行静态风荷载计算、结构响应分析等。
通过这些分析，可以评估建筑物对风力的抵抗能力，并获取结构的安全性参数，如风振风险系数、风致振动舒适度指数等。
这些参数能够为设计师提供可靠的建筑方案，同时也为风险管理与保险提供了科学依据。
四、风洞模拟与实际建筑的关系风洞模拟是一种可以真实反映母体结构风场环境的方法，其中风洞模型的制备尤为关键。
风洞模型的尺度与比例需要准确，以确保模拟出的风场与实际建筑物所处环境尽可能一致。
此外，风洞实验中采集到的数据也需要与实际风荷载进行对比和验证，以确保模拟结果的准确性。
五、风洞模拟的应用前景随着建筑设计的不断发展，风洞模拟技术也在不断创新与完善。
目前，风洞模拟已广泛应用于高层建筑、桥梁、烟囱、煤气罐等工程项目的设计中。
建筑结构设计的风力与风荷载分析保障结构安全
建筑结构设计的风力与风荷载分析保障结构安全随着城市建设的快速发展，建筑结构设计变得越来越重要。
其中，风力与风荷载分析是保障结构安全的关键因素之一。
本文将讨论建筑结构设计过程中风力与风荷载分析的重要性，并介绍常用的分析方法和保障结构安全的实践经验。
一、风力与风荷载分析的重要性1. 提高结构的抗风能力风力是自然界中常见的力量之一，当建筑暴露在风力作用下时，不合理的结构设计可能导致结构的倒塌或损坏。
通过风力与风荷载分析，可以确定结构的抗风能力需求，并在设计阶段采取相应的措施，提高结构的稳定性和强度。
2. 保护人身安全建筑倒塌或损坏可能会对施工人员和居民的人身安全造成威胁。
通过风力与风荷载分析，可以预测结构的行为，并采取相应的安全措施，确保在极端风力条件下，结构能够安全稳定地运行，保护人身安全。
二、常用的风力与风荷载分析方法1. 风场模拟方法风场模拟方法是基于气象学原理，通过模拟建筑所处的风场，计算风力对建筑的作用力。
它是风力与风荷载分析中常用的方法之一，可以提供结构所受风压和风力矩的数据。
常用的风场模拟方法包括静力方法和动力方法。
2. 风洞试验方法风洞试验是通过在实验室中模拟风力作用，测量结构所受风压、风力矩和结构响应的方法。
通过风洞试验，可以获取准确的实验数据，并用于验证数值模拟结果的准确性。
风洞试验方法在大型建筑或特殊结构的设计中应用广泛。
三、保障结构安全的实践经验1. 合理选取结构材料和断面形状不同的结构材料和断面形状对风力和风荷载的响应有不同的影响。
在设计过程中，应根据建筑的具体情况，合理选取结构材料和断面形状，以提高结构的抗风能力。
2. 采用适当的防风措施通过采用适当的防风措施，如设置风道、风阻板等，可以改善建筑的抗风能力。
在设计过程中，应根据实际情况和风荷载分析结果，选择合适的防风措施，以减小风力对建筑的影响。
3. 强化结构连接和节点设计结构的连接和节点是抵抗风力的关键部分。
在设计过程中，应加强结构连接和节点的设计，确保其在风力作用下具有足够的强度和刚度，以保障结构的整体稳定性。
建筑风环境模拟报告-小区建筑设计风环境评估报告模板
目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XXX市XXX路，地理位置优越，交通便利。
拟建20栋高层住宅、30栋多层商业及配套用房，地下非机动车库及地下机动车库。
该地块总用地面积为20000m2，总建筑面积218694.72 m2，计容面积182548 m2，总建筑占地面200000m2，容积率1.80，建筑密度20%，绿地率30%。
1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时，建筑物周围某些地区会出现强风；如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域，则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害，形成恶劣的风环境问题。
在一般的气候条件下，他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性；一旦遇到大风，这种影响往往会变成灾害，使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏，威胁着室内外的安全。
建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键；主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速（西北风情况下），如风巷效应，同时在与西北风垂直方向最好增加裙房，加大底座尺寸，避免冲刷效应和边角效应等，如图2所示。
调查统计显示：在建筑周围行人区，若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %，行人不会有什么抱怨（在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s，即可认为建筑周围行人区是舒适的）；频率在10%～20%之间，抱怨将增多；频率大于20 %，则应采取补救措施以减小风速。
建筑抗风性能的实验分析
建筑抗风性能的实验分析随着全球气候变化的加剧，极端天气事件也越来越频繁，风灾成为常见自然灾害之一。
建筑作为人们最基本的生活场所，其抗风能力的强弱直接关系到人们的生命财产安全。
因此，建筑抗风性能的实验分析至关重要。
建筑抗风性能测试是指用模拟实际风环境的风洞、模型及计算机辅助设计软件，对建筑结构进行逼真的工程试验，以检验建筑结构的风荷载承载能力和风险性。
其重要性在于为建筑设计提供科学依据，不仅能使建筑结构在设计和施工中避免风险，而且能够减少风灾带来的伤害和损失。
首先，建筑抗风性能实验分析的目的是检测建筑结构的最大风荷载，对建筑的稳定性和安全性进行评估。
根据国际标准规定，建筑的最大风荷载应符合某一特定的安全系数，从而保证建筑物在极端的风环境下不倒塌。
通过实验测试，可以计算出建筑的最大风荷载，从而确定建筑的抗风能力是否达到标准要求。
其次，建筑抗风性能实验分析还可以评估建筑的结构强度和刚度。
由于建筑结构主要由基础、柱子、梁等组成，因此，在一定风荷载下进行实验分析，可以监测其变形位移、应力和劲度等特性，并进一步评估建筑在极端风环境下的结构强度和刚度。
通过优化建筑结构的材料选用、结构形式和震动控制等措施，可以提高建筑结构的抗风性能。
最后，建筑抗风性能实验分析还可以评估建筑结构的完整性和密闭性。
在极端风环境下，建筑出现不同程度的风载荷情况，因此，进行实验分析可以判断建筑所受的不同风荷载对建筑的完整性和密闭性产生的影响。
通过对建筑可能出现的破损、裂纹、微动和漏风情况进行分析，可以进一步查询建筑结构的可靠性和耐久性。
总的来说，建筑抗风性能的实验分析既重要又必要。
通过实验测试，可以充分了解建筑所具有的风灾风险，提高建筑的抗风能力，分析和优化建筑结构，降低风灾风险及损失，从而更好地保障人们的生命财产安全。
但需要注意的是，在建筑抗风性能实验分析中需要严格遵守实验室环境和实验规范，以确保实验结果的准确性和可靠性。
同时，在实验分析中也要充分考虑风环境下建筑结构和建筑所处地区的地理和气候条件，以获得科学的评估结果，从而提高建筑抗风能力，减少风灾风险。
建筑工程中的风洞模拟与风力设计
建筑工程中的风洞模拟与风力设计在建筑工程中，风力是一个重要的影响因素，对于高层建筑、桥梁、大型结构等工程项目而言尤为关键。
为了确保建筑物在强风环境下的安全性和稳定性，进行风洞模拟与风力设计是必不可少的。
本文将介绍建筑工程中的风洞模拟及其在风力设计中的重要性。
一、风洞模拟是什么风洞是一种用于模拟大气环境中风的设备，它能够模拟出各种风速、风向和风压等风力参数，帮助工程师们预测和分析强风对建筑物的影响。
风洞模拟所得到的结果可以提供宝贵的风力工程数据，用于指导建筑物的结构设计、风险评估和安全验证。
二、风洞模拟的重要性1. 预测建筑物在强风环境下的响应风洞模拟能够模拟真实的风场环境，通过对建筑物进行试验，可以准确预测在强风环境中建筑物的响应。
例如，在模拟中，可以测量建筑物受到的风荷载、结构振动情况等。
这些数据对于改进建筑物的结构设计、提高抗风性能至关重要。
2. 评估建筑物的安全性建筑物一旦建成，将面临各种风力侵袭，通过风洞模拟可以评估建筑物的安全性。
风洞试验可以模拟不同风速和风向对建筑物产生的风力作用，验证建筑物的结构是否满足设计标准，以及是否能够经受住强风的考验。
3. 优化风力设计风洞模拟可以提供建筑物风力工程数据，为工程师们提供优化风力设计的依据。
通过对不同设计方案进行试验，可以比较其在强风环境下的性能差异，找到最优设计方案。
这有助于减小建筑物的风力荷载、降低抗风设计成本，并提高结构的稳定性。
三、风洞模拟与风力设计的案例1. 高层建筑对于高层建筑来说，风洞模拟是非常重要的。
高层建筑通常较为瘦长，容易受到风力的冲击。
通过风洞模拟，可以评估建筑物在不同风速下的位移、加速度等参数，有助于优化结构设计，提高建筑物的抗风能力。
2. 桥梁工程桥梁作为大型结构，其抗风性能同样需要得到保证。
通过风洞模拟，可以模拟桥梁所处的风场环境，评估其受风时的响应情况。
基于模拟结果，可以对桥梁的设计进行调整和优化，确保其在强风环境下的安全可靠性。
大气工程中的风场模拟与分析
大气工程中的风场模拟与分析随着城市化进程的加快，大气工程在城市发展中的重要性也日益凸显。
而大气工程中的风场模拟与分析是其中的关键环节。
本文将从模拟方法、数据采集以及分析应用角度，探讨大气工程中风场的模拟与分析。
首先，大气工程中风场模拟的方法多种多样。
其中，数值模拟方法是最常用也是最准确的一种方法。
通过建立数学模型，将大气流动的基本方程离散化，然后利用计算机进行迭代求解，可以得到各个位置上的风场分布情况。
这种方法相对复杂，需要大量的计算资源和专业知识支持，但结果相对准确可信。
此外，还有经验公式和统计分析等方法，对于一些简单或者需要快速结果的问题也是可以使用的。
在进行风场模拟之前，数据采集是不可或缺的一环。
通过测量与采样收集大气湍流、风速、风向等参数数据，可以有效地为模拟提供输入条件。
在数据采集方面，目前常用的方法有传感器观测、卫星遥感、雷达监测等。
传感器观测是最常见的方法，通过放置在各个高度的传感器，可以实时地获取数据。
而卫星遥感则能够提供广域范围内的风场数据，但分辨率相对较低。
雷达监测，则是一种观测大气湍流条件的有效手段，可以提供精细化的风场数据。
在风场模拟结果得到之后，进一步将模拟结果进行分析也是非常重要的，这对于大气工程的规划、设计以及安全评估等方面都具有重要意义。
首先，风场分析能够帮助确定城市中的风速分布特点，进而评估建筑物、结构物以及城市绿化等的受风性能。
例如，在高耸建筑物的设计中，通过风场分析可以评估建筑物所受到的风力大小和方向，进而指导设计者选择适当的结构材料和抗风措施。
其次，风场分析也对大气环境污染扩散具有重要作用。
通过分析风场，可以预测污染物的传输路径和浓度分布，从而指导环境监测和治理工作。
并且，风场分析也能够为风能利用的规划提供支持，通过分析风速分布和变化规律，可以帮助寻找并确定适合建设风电场的地点。
总之，大气工程中的风场模拟与分析是城市发展中的重要环节。
通过各种模拟方法以及数据采集，可以得到准确可信的风场模拟结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文献 ［2-11］ ［4-5，11］ ［4，12-13］ ［14］ ［15］
第8 期
胡一东，等： 绿色建筑风环境模拟技术要点敏感性分析
9
2 数值试验分析
2. 1 计算案例模型
研究以某一理想街区建筑群模型开展数值试验
研究，该模型及风洞试验测点布置如下图 2a、图 2b 所示［16］。所有较低的建筑物都是平面形状为 40 m
Yuan Survey and DesignGroup Co． ，LTD，Wuhan 430063，China； 3． Shanghai Green Building Council，Shanghai 201108，China）
Abstract： By surveying cases related to wind environment simulation of green buildings，some important problems were found，such as the non-standard processing method，incomplete main technology factors and unclear set conditions，which resulted in the poor guidance of simulation results． Therefore，taking an ideal model for example，this paper carried out wind environment simulation numerical experiments on different computing areas， meshing，turbulence model selection，and discrete solution and software tools； in addition，one-factor influence analysis and multi-factor sensitivity analysis were both performed to further quantitatively understand impacts of techniques on wind environment of building． The study helped to guide and regulate standardization processes of wind environment simulation and provide a reference for practical engineering application． Keywords： wind environment，green buildings，sensitivity analysis
然而，从表 1 中也可见不同文献对同一技术要 点给出了不同的规定或推荐值，关键技术要点参数 取值的差异性对建筑风环境模拟结果准确性的影响 程度以及各个软件的求解精度、建模、网格划分便捷 度及计算速度的差异性需要进一步定量研究。
图 1 各模拟技术要点调研统计结果
技术要点 计算区域 网格划分 湍流模型 差分格式 软件类型
图 2 研究对象及测定点位置
X、Y 的方差； Δ 为 X 与 Y 的绝对误差。 2. 3 计算结果与敏感性分析 2. 3. 1 单因素影响分析
图 3 所示 4 种不同计算区域条件下风环境模拟 结果的对比情况。随着计算区域的增大，风速计算 值与测试值之间的吻合度越大，当计算区域大于 5H
仅有 1 /4 的案例对网格划分进 行了独立性检验。
要求两个连续网格之间的膨胀率应低于 1. 2 或 1. 3； 每单位建筑体 积至少要使用 10 个网格以及每单位建筑间隔要有 10 个网格来模 拟流域。
所有调研案例均使用标准 k-e 模 型。
应用最广泛的是标准 k-e 模型，适合于较大雷诺数、低旋、弱浮力流 动； 但标准 k-e 模型在模拟建筑绕流时 k 的生成过大，为此出现许多 修正的 k-e 模型，比如 ＲNG k-e 模型、Ｒealizable k-e 模型等。
稳定性和收敛性； 在计算模型方面，调研结果显示， 目前在风环境模拟工程应用中普遍使用标准 k-e 模 型，相关文献指出湍流模型的选择取决于流动包含 的物理问题、精确性要求、计算资源的限制、模拟求 解时间的限制； 在计算求解方面，进行收敛判断的案 例占比为 32. 5% ； 在差分格式方面，调研中仅有 2 个案例考虑了差分格式的影响。CFD 软件用于计 算通量的离散差分格式有一阶迎风格式、指数律格 式、二阶迎风格式、QUICK 格式和中心差分格式等， 不同的差分格式在求解精度及速度上存在一定的差 异性。此外，在 实 际 应 用 中，采 用 的 模 拟 工 具 多 样 化，其 中 使 用 Fluent、Airpak、Pheonics、Windperfect、 Star-CCM + ，分别占 28. 7% 、28. 7% 、20. 3% 、17. 2% 和 5. 1% ，各模拟工具在求解精度、建模、网格划分 便捷度及计算速度可能存在一定的差异性。
绿色建筑风环境模拟技术要点敏感性分析
胡一东1 ，庄 智1 ，余元波2 ，王 勋3 （ 1． 同济大学，上海 200092； 2． 中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉
430063； 3． 上海市绿色建筑协会，上海 201108）
［摘 要］ 通过对工程领域绿色建筑案例进行调研发现，目前室外风环境模拟分析存在处理方法不规范、技术要点不完
［收稿日期］ 2016-01-22
［修回日期］ 2016-03-30
［基金项目］ 中央高校基本科研业务项目“基于城市街区形态的建
筑群节能设计方法研究”（ 0100219161） ； 科技部国际科
技合作计划项目“夏 热 冬 暖 地 区 超 低 能 耗 建 筑 自 然 通
风技术研究与示范”（ 2014DFA70660-03）
第 32 卷第 8 期 2016 年 8 月
［文章编号］1002-8528（ 2016） 08-0007-06
建筑科学
BUILDING SCIENCE
Vol. 32，No. 8 Aug． 2016
DOI： 10. 13614 / j． cnki． 11-1962 / tu． 2016. 08. 02
对误差 δ 来评价数值模拟与风洞试验结果间的拟合
优度，见式（ 1） ～ 式（ 2） 。
( ) Ｒ2 =
Cov（ X，Y） 2
槡D（ X） 槡D（ Y）
（ 1）
δ = Δ / Y × 100%
（ 2）
式（ 1） ～ 式（ 2） 中： X 为数值模拟值； Y 为风洞试验
值； Cov（ X，Y） 为 X、Y 的协方差； D（ X） 、D（ Y） 分别为
面、顶部边界 0°风向
流经研究对象，测定地面高度为 2 m 处的风速。
2. 2 数值试验设计
以上述理想街区建筑群模型为基准，分别开展
计算区域、网格划分、湍流模型、差分格式及软件类
型变化条件下模拟结果对比分析和验证。各技术要
点的数值试验工况设计如下（ 见表 2） 。对于不同工 况下模拟结果的对比，主要采用决定系数 Ｒ2 以及相
仅有 2 个 案 例考 虑 了 差 分 格 式 一阶格式虽然可以获得物理上可接受的解，但当 Peclet 数较大时，
选择的影响，选取一阶格式。
假扩散较严重。二阶格式比一阶格式精度高，但仍有假扩散问题。
模拟工具选择多样，使用较多的 是 Fluent、Airpak、Pheonics。
分别从建模便捷程度、网格生成、边界条件设置、应用范围等方面对 Airpak、Phoenics Fluent、Star-CD / CCM + 等模拟工具的特点进行对比 分析。
本文以上海地区为例，通过对多个绿色建筑室 外风环境模拟报告案例展开现状调研和归纳分析， 并以一理想模型为例，通过数值模拟定量研究不同 计算区域、网格划分、湍流模型选取、方程离散求解 以及软件工具等技术要点对建筑风环境模拟结果影
8
建筑科学
第 32 卷
响的敏感性。
1 现状调研与分析
为了全面了解风环境模拟技术应用现状，选用 上海地区 22 家单位完成的 160 个绿色建筑室外风 环境模拟展开调研，图 1 所示各模拟技术要点调研 统计结果。同时，对国内外建筑风环境模拟技术相 关的研究成果进行汇总和比较分析，表 1 中总结出 风环境模拟中在计算区域、网格划分、计算模型以及 差分格式等方面调研结果与技术要点，并展开分析 与讨论如下： 在计算区域方面，调研结果显示当前绿 色建筑风环境模拟技术不规范问题严重，超过 1 /4 的案例未考虑计算区域的影响。然而，计算区域大 小与模拟结果的真实性密切相关，模拟区域小流场 会失真，但过分增大计算区域，造成网格数多，计算 量和成本加大。合理选择计算区域将有助于减少计 算量； 在网格划分方面，调研发现仅有 1 /4 的案例对 网格划分进行了独立性检验，而研究表明在计算流 体动力学中，网格质量的好坏对模拟结果至关重要， 直接影响模拟结果的精度、可靠性以及模拟过程的
0引言
建筑室外风环境模拟对建筑形态设计、建筑布 局、自然通风设计等方面的指导起着重要作用，也是 绿色建筑区域规划的重要内容。然而建筑室外风模 拟过程中涉及到的诸多方面均可能不同程度地影响 室外风环境模拟结果，比如由于在模型简化、计算区 域、网格处理、边界设置、求解方法等方面缺乏统一 的标准，可能会造成建筑室外风环境模拟工作流于
表 1 各技术要点案例调研及文献调研分析表
案例调研
相关成果
73. 1% 考虑计算区域大小范围， 26. 9% 未考虑。
入口（ 上游） 边界： 2 ～ 5H（ H 为目标建筑高度，下同） ； 出流（ 下游） 边 界： 5 ～ 15H； 侧边边界： 3H ～ 5H； 顶部边界： 2 ～ 5H； 德国工程师协 会 VDI 给出了阻塞率设定计算区域； 建议最大阻塞率小于 3% 。