成都地区场镇室外风环境的数值模拟研究

摘要

风环境是建筑室内外热环境的重要组成部分，关系到建筑能耗、室内外空气品质以及人的室内外舒适度。在建筑设计中积极考虑风环境的影响因素是适应气候设计策略的一种体现，研究风环境与建筑之间的相互关系具有重要的意义。本文采用数值模拟以及实测方法，对成都地区场镇建筑室外的风环境进行了研究。
　　 数值模拟部分采用FLUENT软件进行计算，在基本控制方程的基础上附加RNGk-ε湍流模型。利用实测数据并结合其他研究者的风洞试验对比结论对数值模拟的可靠性进行了验证，证明该方法可以用来进行本文的研究。
　　 对场镇进行了实地调研，收集了街道、屋顶、广场以及民居室内的风环境数据。对场镇建筑的布局特征进行了简要的分析，并以此为研究对象结合成都地区实际风气候情况对其进行了风环境的模拟。
　　 研究了不同的风向投射角、街道两旁不同的建筑间距及建筑高度情况下，街道空间风环境分布状况;研究了骑楼和檐廊对其下部空间风环境的影响;研究了围合街区对其围合空间内风速分布的影响，采用风速及其平均值、风速比和风压差对模拟结果进行了分析。
　　 就成都地区场镇的实际情况并结合该地区的风环境要求，从建筑总平面布局、街道空间、建筑本身和外部环境等四个方面提出了风环境设计策略，为场镇城市设计以及绿色场镇营建提供有益的借鉴。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究目的和意义

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究意义

1．4 研究方法和内容

1．4．1 研究方法

1．4．2 研究内容

1．5 论文框架

第2章 建筑风环境数值模拟的理论和方法

2．1 建筑物空气绕流的特性

2．2 控制方程及其离散

2．2．1 控制方程及通用形式

2．2．2 控制方程的离散

2．3 压力速度耦合方法

2．4 湍流模型及近壁面处理

2．4．1 湍流模型选择

2．4．2 近壁面处理方法

2．5 计算区域的确定

2．6 网格划分和边界条件

2．6．1 网格划分

2．6．2 边界条件指定

2．7 模拟过程及软件的选用

2．8 数值模拟的可靠性验证

2．9 本章小结

第3章 成都地区风环境及场镇调研情况

3．1 风的概述

3．1．1 风的概念及分类

3．1．2 风速和风向

3．1．3 全国风气候的划分

3．2 成都气候特征及风气候情况

3．2．1 成都地区风速

3．2．2 成都地区风向频率

3．3 场镇调研情况

3．3．1 调研对象

3．3．2 测量所用仪器

3．3．3 测量过程

3．3．4 场镇建筑布局特征

3．4 风环境评价

3．4．1 评价内容

3．4．2 评价方法

3．4．3 自然通风理论

3．4．4 风速比评估标准

3．5 本章小结

第4章 场镇室外风环境模拟分析

4．1 模拟对象及条件的确定

4．2 不同风向投射角

4．3 不同建筑间距

4．4 不同建筑高度

4．5 骑楼和檐廊

4．6 围合街区

第5章 风环境设计策略

5．1 成都地区对风环境的要求

5．2 建筑总平面布局

5．2．1 建筑密度

5．2．2 街区布局

5．3 街道空间

5．4 建筑本身

5．4．1 建筑形态

5．4．2 建筑构造方式

5．5 外部环境与建筑风环境

5．5．1 绿化布置

5．5．2 水体

研究结论与展望

致谢

参考文献

图片来源

表格来源

附录1 部分实测数据

附录2 进口边界条件C语言程序

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果