深圳大学科技楼的风环境数值模拟

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1、深圳大学本科毕业论文（设计）题目:深圳大学科技楼的风环境数值模拟姓名:程飞专业:土木工程学院:土木工程学号:2007090201指导教师:杨磊职称：副教授2011年04月27日深圳大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《深圳大学科技楼的风环境数值模拟》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。毕业论文（设计）作者签名：日期：年月日目录

2、目录摘要1第一章计算风工程简介21.1CWE简介21.1.1风工程简介21.1.2风工程研究方法21.1.3计算风工程31.1.4实例应用31.2FLUENT简介41.2.1程序结构41.2.2FLUENT程序可以求解的问题41.2.3利用FLUENT程序求解问题的步骤51.2.4关于FLUENT求解器的说明51.2.5FLUENT求解方法的选择51.2.6边界条件的确定61.3风环境介绍81.3.1深圳大学科技楼概况81.3.2舒适度评估准则9第二章数值计算的网格生成122.1GAMBIT简介122.2GAMBIT建模12目录第三章FLUENT

3、软件的设置163.1定常条件下FLUENT的设置163.2导入网格文件163.3网格检查163.4求解器设置163.5k-ε湍流模型设置173.6设置边界条件183.7求解20第四章风环境评估244.1计算说明244.2行人高度处的风环境评估244.3建筑物高空平台风环境分析274.4结论30第五章总结与展望315.1总结315.2展望31致谢32【参考文献】34摘要深圳大学科技楼的风环境数值模拟深圳大学土木工程学院姓名：程飞学号：2007090201指导教师：杨磊【摘要】：在深圳大学科技楼的风环境数值模拟的计算过程中，首先运用GAMBIT创建出

4、科技楼的简化建筑模型，然后导出科技楼与计算域的四面体的三维网格，输出mesh文件；再通过FLUENT对网格入口，出口和对称边界条件进行具体设置，计算出科技楼在定常条件下的计算网格在k-ε湍流模型下的Standard结果，满足收敛后，根据FLUENT后处理可以得出该建筑表面及观察面的速度矢量图、压力等压线分布图，观察科技楼行人高度21.5m处和两处观览台平台44m和60m平面的风速矢量图和风速等值线图，然后做出各平面的风环境评估，得出在科技楼行人高度处和科技楼高空环境的风环境质量以及舒适度。计算结果表明：当台风来临时,在定常条件的k-ε湍流模型下的

5、Standard结果下，科技楼迎风面在21.5m平面的相对舒适性是危险，蒲氏风级达到9级，人有被台风吹倒的危险；在科技楼的行人走廊的入口和出口处，由于穿堂风的影响，风速依然很大，处于9级蒲氏风速，舒适环境差；而正背风面一片区域，由于建筑物的阻挡，风速下降，只处于3-4级风速，是行人高度处相对舒适性较好，可容忍的安全区域。在44m和60m高空观览台处，横截面有所区别，但是风速风压矢量图相似，迎风面的建筑物表面风速都超过10级蒲氏风速，风环境属于危险区域，而在行人活动的观览台内部，无论是在迎风面还是在背风面，风速处于蒲氏5级风速之下，风环境较好，行人

6、的相对舒适性为可容忍的范围之内。【关键词】：计算风工程；数值模拟；湍流模型；风环境，舒适度第一章计算风工程简介第一章计算风工程简介1.1CWE简介1.1.1风工程简介风是建筑物设计以及城市规划中需要慎重考虑的气象因子之一。大型高层建筑的修建，既需要建筑技术与结构材料的保障，同时也应该具有足够的抗风强度，因而设计者需要考虑风对结构体的动态载重效应。建筑物在外界强风来流的作用下可能导致的摆动、震动等结构安全方面的问题，一直都是计算风工程领域的重要研究课题之一。随着科技水平的提高和人们生活的不断改善，建筑物所导致的行人风环境问题，也开始逐渐得到大家的重

7、视[1]。我国风工程研究的发展分2个阶段：1.起步模仿阶段（1970-1980年代）（1）建筑物风压实测1974年，孙天风教授在国内首次利用北大2.25m级风洞进行了大气边界层风洞模拟实验广东省建科院广州宾馆白云宾馆（1974）上海建科院上海电视塔（1980）（2）桥梁节段模型风洞实验同济大学泖港大桥（1979，气动中心FL-12航空风洞）（3）建造大气边界层风洞广东省建科院3m×2m+1.2m×1.8m（1985）北京大学3m×2m×32m（1984）同济大学1.2m×1.8m×18m（1989）2.快速发展阶段（1990-至今）（1）

8、同济大学成立土木工程防灾国家重点实验室（1990）（2）同济大学建成TJ-3大型大气边界层风洞15m×2m×14m（1994）（3）大气