phoenics含地形的室外环境模拟
phoenics操作详解--室外通风模拟
易犯错误
1. 请根据项目地点来设置风速大小及方向，勿将所有 模拟的风速和大小都设置成深圳的；
2. GEOMETRY里有一个设置为STEADY，千万勿设置成 TRANSIENT；
计算中途保存前做的工作,设置完后保存—正常计算--
执行以下操作 出现右侧对话 框架
如果导入的CAD文件是以 mm为单位，这里输入系数 0.001，将其转化成m。
在以下对话框中点 击Import by group 出 现左侧对话框架
从“C:\phoenics\d_priv1\” 导入模型文件
点击 Apply 生成新对象
依次点击Fit to window \ Nearest Head-on\Up-+Z调 整视角
点击Reset,出 现右图对话框
此窗口用来调整视 图区对象的位置、 方向、大小等
双击视图中的体， 出现如下对话框
设置颜色
选择对象，在此处 设置位置及尺寸
新建PLATE
将对象移 至合适位置
双击对象，进 行如下操作
点击MENU为项 目标识名字
设置成Manual
单击网格区域 跳出如左窗口
流线图的产生方法
1.右击设置指针、 坐标显示
3.设置流 线形状 4.设置流 线粗细 3.设置流线 绘制方式
2.右击弹出流线设置对 话框(Streamline options)
1.左键单击此流线绘 制图标出现Streamline Management对话框
2.调整指针位置作为 流线绘制起点 3.新建流线
CAD 绘图要点： 1. Stlout导出的模型为体； 2. 建筑方向布置使得来流风向水平或垂直；
文件存入的目录:
模型存入此目
可执行该操作调 出编 辑框等各操作窗口
基于CFD的校园室外风环境模拟分析和优化设计
收稿日期：2022-01-04作者简介：胜兴（1985-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，硕士。
基于CFD 的校园室外风环境模拟分析和优化设计胜兴1，崔洁1，季爱宇2，李晖1，刘宇昕1（1.沈阳工程学院能源与动力学院，辽宁沈阳110136；2.辽宁长鑫工程技术有限公司，辽宁开原112300）摘要：针对某大学校园的室外风环境问题，建立校园内建筑的三维计算模型，通过PHOEN ‐ICS 软件确定合理的计算区域、网格划分及边界条件，利用模型算法对夏季和冬季的校园风环境分别进行模拟计算。
根据模拟结果，探讨校园内存在的风环境问题及形成的原因，结合相关的评价标准及行人的舒适度对室外风环境做出评价，总结该高校校园的风环境特征，从校园整体布局、建筑群布局优化、建筑单体设计等方面提出优化风环境的策略，为校园的建设和规划提供参考和借鉴。
关键词：校园建筑；CFD 模拟；室外风环境中图分类号：TU119文献标识码：A文章编号：1673-1603（2023）03-0001-05DOI ：10.13888/ki.jsie （ns ）.2023.03.001第19卷第3期2023年7月Vol.19No.3Jul.2023沈阳工程学院学报（自然科学版）Journal of Shenyang Institute of Engineering （Natural Science ）风环境作为室外影响人体舒适度的重要因素之一［1-2］，已经受到业内诸多学者的关注。
目前，研究室外风环境的方法主要有3种：实地测量、风洞试验及使用计算流体力学（CFD ）技术对流场进行模拟。
张泽超等［3］利用HYBPA2019软件，对某住宅区室外风环境进行了模拟研究，得到了该小区冬夏两季的风速、风压及空气龄数值。
单雅琪［4］利用ENVI-met 模拟了布局模式在高层住宅园区内的冬季风环境情况，分别从风速值和风速变化比两个方面分析了建筑周围的风环境，得出了高层建筑园区内的不同布局形式对建筑室外的风环境的影响。
phoenics实例(风环境、气流组织模拟设定要点)
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结束语
若有不当之处，请指正，谢谢！
一、室外风环境
5.1.7 建筑物周围人行区风速低于 5m／s，不影响室外活动的舒适性
和建筑通风
2omain大小（理论上来说越大越好） • 湍流模型选取（标准ke/kemmk/durbin） • 网格划分（理论上来说越密越好） • 边界条件设置（可以用wind类型） • 迭代步数和松弛因子设置（1000~3000步，
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界面使用
• 菜单Settings-rotation speed/zoom speed/depth effect 改变旋转 速度/缩放速度/三维视距
• 菜单options-background colour 改变主界面背景色 • 右下面板reset：fit to window/nearest head-on • 右下面板箭头：右键点击为移动/左键点击为旋转 • 右下面板mouse：凸起时可选择物体/凹下时左键拖动窗口旋转
– 目标建筑边界H范围内应以最大的细节要求再 现，即应把这一范围内的建筑以建模形式重现。
• 网格划分
– 重点观测区域的网格尺寸约为计算区域内目标 建筑平均尺度的1/10，
– 高梯度区域网格相邻网格长度比小于1.3。在数 值梯度不大的计算区域边界可采用小于25的大 长宽比来减少网格数目。
• 地面边界条件
– 热源（表面温度+对流换热细数、表面热流密 度、体热源），有些场合可以简化成发热的空 气块
– 风口模型
• 收敛控制
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四、冷却塔返混率计算
网格划分技巧 Result文件查看
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要点
• 建模 • 边界条件设置
PHOENICS简介
软件界面介绍
Obj
新物体的导入 尺寸、类型、属性 其它 网格(mesh toggle) hide/show object：注意左右键的使用 复制、成组、阵列、删除 reset 视窗变换
小区/建筑单体/户型风环境模拟流程
建筑方案
1.地型资料 2.简化建筑轮廓 3.模拟尺度 1.宏观气候条件 2.梯度风 3. 网格的划分
PHOENICS软件使用简介
建筑学院建筑节能研究中心 2007.05.
PHOENICS简介
软件界面介绍
小区/建筑单体/户型风环境模拟流程
PHOENICS
英国CHAM公司开发的模拟传热、
流动反应、燃烧过程的通用CFD软 件，有30多年的历史 世界上第一套计算流体与计算传热 学商用软件
建立模型 设置边界条件 模拟计算 结果合理？
是
否
调整方案
结束
文件的新建与保存
新建：CORE模块
ห้องสมุดไป่ตู้保存：SAVE AS A CASE
地型资料的提取
模拟区域与周边区域的地型关系：是平原还
是丘陵地区？是否有山体的阻挡？ 模拟区域内部的地型变化：依山而建？
建筑模型的建立
建模要求
a. 对大尺度(如小区)进行模拟时，忽略建筑 单体中某些细部，如外挑的阳台、楼板等 b. 对户型进行模拟时，适当增加室内墙体厚 度，使墙厚大于或等于一个网格的宽度 c. 可以采用不同的软件建模，如CAD、3D MAX、SKETCHUP等，但最终的格式为 *.STL、 *.FME或*.DXF，且必须是体
2 开放性
a. 提供了一部分原程序给用户 b. 强大的编程功能 c. 开发中文界面，建立专用模块
用户自己开发界面
应用PHOENICS软件对建筑群风环境的模拟和评价
Abstract : The practical and easy method of computer numerical simulation is selected as an incisive approach to the research of wind environment ,and the selection and establishment of the turbulence mathematical model suit2 able for wind environment and its boundary conditions are introduced in detail . Firstly ,the flow field around a single building is simulated by the CFD software PHOENICS. Secondly ,through converting the three dimensional CAD drawing into PHOENICS , the wind speed field around a real complex building cluster is simulated under the most unfavorable operation condition with the winter north wind , and this combines theory with practice com2 mendably. The result is proved that the wind environment of building clusters can be simulated with the business software PHOENICS ,which is very useful to the optimization design of the wind environment of building clusters. Key words :CFD ;wind environment ;building cluster ; PHOENICS
太原理工大学明向校区图书馆室内外风环境模拟研究
1492022.06 / Architectural Design and Theory 建筑设计·理论是高校兴起了扩建、新建的热潮，许多学校都有着两座甚至三座图书馆，高校图书馆数量迅速上升。
高校图书馆体量是高校建筑群中较大的建筑，建筑利用率高，设备能耗大。
因此，研究寒冷地区高校图书馆的室外风环境，对于改善寒冷地区高校图书馆的学习环境舒适度、节约建筑能耗和可持续发展具有重要意义。
本文运用了phoenics 风环境模拟软件对太原理工大学明向校区整体风环境和图书馆场地风环境进行了模拟，并运用vent2020软件进行了室内风速和风压的模拟。
2项目概况太原理工大学明向校区图书馆（见图1）建于2015年，位于晋中市榆次区大学城。
该图书馆位于校园中轴线上，将校园分为了南区和北区。
图书馆南面初期设计为水景，北面为面积较大的广场。
图书馆东侧为校史馆，西侧为学校专业教学楼。
图书馆建筑总用地面积为40 869.72 m 2，建筑占地面积为9 957.83 m 2，总建筑面积为摘要 随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，人们对于建筑环境舒适度和建筑环境品质的要求不断提升。
为了避免建筑布局等原因导致的建筑风速过快，从而使建筑环境舒适度下降，必须运用计算机模拟技术对高校图书馆建筑室外风环境和室内通风环境进行模拟，这是在建筑设计时必须考虑的因素之一。
本文运用phoenics 风环境模拟软件对建筑室外风环境进行了模拟，运用vent2020软件对建筑室内通风环境进行了模拟，为初次使用风环境模拟的人员提供了一些参考依据。
关键词 高校图书馆；建筑风环境；计算机模拟；室内通风中图分类号 TU242.3；TU831.1 文献标识码 ADOI 10.19892/ki.csjz.2022.06.40Abstract With the rapid development of urbanization and economy in China, people’s requirements for the comfort and quality of the built environment are constantly improving. In order to avoid excessive building wind speed caused by building layout and other reasons, which decreases the comfort level of the building environment, it is required to use computer simulation technology to simulate the indoor ventilation environment and outdoor wind environment of the libraries in the colleges and universities, which is one of the factors that must be considered in architectural design. In this paper, PHOENICS wind environment simulation software is used to simulate the outdoor wind environment of the building, and Vent2020 is used to simulate the indoor ventilation environment of the building. It provides some reference basis for the personnel that have used wind environment simulation for the first ti me.Key words university library; building wind environment; computer simulation; indoor air ventilation1引言我国自2000年以来，各高校持续扩招，规模不断扩大，老旧校区教学楼、图书馆容量不能满足现今师生需求。
室外风环境模拟分析报告-某小区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程
某小区项目室外风环境模拟分析报告（模板）项目名称：委托单位：咨询单位：设计单位负责人：审核人：编制人：报告日期：20XX-10-10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XX市XX街道XX北路以东、新北路以北，地理位置优越，交通便利。
拟建10栋高层住宅、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20万m2，总建筑面积15万m2，计容面积2万m2，总建筑占地18万m2，容积率2.2，建筑密度30.3%，绿地率25.3%。
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。
2012-1-2-PHOENICS介绍
PHOENICS界面入门
本文目的是帮助那些PHOENICS的初学者在不需要深入了解该软件的情况下可以 进行一些简单的流动计算。
PHOENICS界面包括模型编辑界面，数值计算运行界面和计算结果查看界面三
部分。 利用模型编辑界面来建立几何模型是最适合初学者的，因为它不仅简单易懂， 而且还可以自动生成PHOENICS输入语言所编写的Q1文件而不用使用者学习PHOENICS 输入语言。当使用者对PHOENICS有了一定的了解以后，可以利用PHOENICS输入语言 直接编写Q1文件或利用FORTRAN语言更深入地编写一些模块。 计算结果查看界面可以将计算结果以形象易懂地方式表现出来，也可以利用 PHOENICS中的图形处理模块将计算结果按我们想要的形式画出来，另外为了更好地 观察计算结果和提取有用信息可将计算结果进行格式转换再用各种常用的图象处理 软件处理，如TECPLOT，ORINGE，MATLAB等。
温度或焓：导热系数
PHOENICS软件的变量
• 因变量（dependent variables） 100个 • 自变量（independent variables）X Y Z t • 辅助变量（auxiliary variables）
RHO1, ENUL
• 独立变量: • Scalars:
–
– – – – – –
Pressure Temperature Enthalpy Mass fractions Volume fractions Turbulence quantities Various potentials Velocity resolutes Radiation fluxes
•
Vectors:
–
–
–
2006年
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带有地形信息的室外环境模拟
目前，有越来越多的建筑是临山而建，我们的CAD图纸中，不仅有建筑的设计信息，还会加入一定的高程信息或者山脉的等高线信息。
由于山体的属性较为复杂且对环境的影响较大，如果简单的将山体视为一个实体置入PHOENICS进行计算，会使影响室外热环境的准确性。
为了使模拟结果与实际情况更为吻合，我们可以讲山体分解为下垫面（土壤层）与表层（植被层）两个部分，分别定义属性参数从而计算。
具体操作方法如下：
一、 模型建立
1.地形信息
项目CAD中的地形信息以等高线的形式给出，其处理方式有3种：
（1） 通过三角形网格较真实的反应地貌，输出格式为.STL，可由PHOENICS直接读取。
（2） 根据等高线以梯田的方式逐层拉伸，可输出格式有.dwg、.3ds，可由PHOENICS 直接读取。
（3） 使用sketch up中的地图获取功能，构建地形实体，输出格式.3ds，可由PHOENICS 直接读取。
第一种方法的三角形网格精度高,可以较好的捕捉山体实际地貌，适用于对山体形状要求高的项目模拟；第二种方法建立的山体表面为阶梯状，工作量大且与实际地貌不符；第三种方法构建的实体连续性较好，便于修改并支持分块导出，在实际建模中较常用到。
2.运用sketch up建立地形
使用sketch up中自带的Google earth功能得到带有地形信息的地形图片，然后使用沙盒拉伸并处理成实体块。
需要注意的是，这里需要建立2个地形实体块，即下垫面（土壤层）与表层（植被层）。
（1） 收集地形的坐标信息：经纬度、就进城市或山脉名称。
（2） 添加地理位置：sketch up中文件——地理位置——添加位置
根据地形的坐标信息选取需要的地形，如本工程地块位于北纬28°29′，丽水市西北郊区，花街西面约300米左右，现绕城公路以北的地块上，毗邻白云山。
添加位置中定位并选取适当区域后，点击抓取，则该地形以带有地形信息的图片格式读入了sketch up中。
点击文件——地理信息——显示地形或直接点击工具栏中的显示地形按钮即可显示实际地形。
获取地形与显示地形按钮
（3）分解地形：选中地形右键——解锁——分解——绘图——沙盒——根据等高线创建，这样绘制出地形平面，之后删除图片即得到用于建模的地形面。
（4）构建植被层：选中地形面ctrl+c——ctrl+v与任意处，将复制的面移动到原始面下方4米处（可先画出4米高线用于参考）。
移动
（5）构建地形实体：通过绘制矩形，将地形围合。
之后右键各面点击与模型相交，得到围合区域各面，删除不必要的部分即得到地形实体（保证每个面均为正面）。
绘制矩形
调整
得到相交面
创建组件
（6）导出3ds 格式图形：选择需导出的组件——文件——三维模型（需要注意导出文件名不可为中文）。
这里需要设置输出参数，点击选项——设置仅导出当前选择内容——单位设置为米。
不可为中文
二、地形与建筑吻合
建筑物地面较平整，直接放置到地形上，会有悬空。
如果置入建筑物处的地形起伏不大，则以将建筑少部分埋入的方式添加建筑群；如果地形如例图中置入建筑区起伏很大（大于2米），则需要构建垂直于Z轴的平面，将建筑置入区很好的描绘出来。
建筑置
入 区
通过相交选项，分别修改植被层与土壤层。
注意修改一个模块时，需要将另一模块隐藏。
三、模拟参数设置
下面以建筑直接置入地形中为例，详细介绍数值模拟过程：
建筑埋入地形模型中
植被层
检查建筑地面已全部埋入后，将建筑、植被层、土壤层分别导出，注意模型文件名字中不能有中文字符。
之后通过PHOENICS 的import CAD group 命令将这三个模型导入。
土壤层
多个模型文
件导入
根据热环境模拟的相关操作完成模拟环境的建立，其中植被层与土壤层材料类型均选择grass ，植被层参数设置如草地，如下图：
土壤层设置恒定温度，这里设置为26摄氏度：
其他wind、sun、plate设置与热环境模拟中设置一致。
为了可以显示1.5米人行高度的数值模拟数据，我们这里将植被层复制（通过面板右边
的）。
打开OBJ选中列表中新生成的体，双击出现参数面板，修改Type为USER‐DEFINE,修改PLACE中的Z方向坐标，高度增加1.5米。
该类型设置后不会影响整个计算区域
的计算
设置完成之后就可以进行计算了，计算结束进入后处理中。
需要显示1.5米地形平面的各项参数，可以通过点击OBJ—选中USER DEFINE体—右击—选择surface contour。
下图为人行高度温度、压力、速度云图。
人行高度温度分布图
人行高度压力分布图
人行高度速度分布图
图中的类似凹凸不平的地方就是实际地面影响风场温度场导致的。
因为地形的凹凸不平以及逐渐增高的走势，会对流场造成影响，而我们建构的地形模型由于精度不够，不够细致，进行数值模拟网格捕捉的时候就难以很好的捕捉到连续性的网格变化。
建议如果地形坡度变化不大时，可以在地形中挖出建筑置入区的平面，这样后期显示各项数据时得到的会是一个
连续性变化。