高层建筑群行人高度风环境数值模拟分析

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高层建筑因占地面积小、建筑面积利用率高等优点,适应了现代城市的需要。随着大量的高层建筑的出现,城市风环境日趋复杂化。高层建筑对其周围风环境的影响引发了一系列问题;然而,众多城市,对处于特定风向下不同平面形式的高层建筑周围风环境的状况缺乏系统地了解,因此出现盲目建设的现象。本文旨在,通过分析不同平面形式的高层建筑在不同风向下的行人风环境舒适度状况,为城市高层建筑建设选形提供参考。本文选取了四种典型平面形式的单体建筑即工字形单体建筑、蝴蝶形单体建筑、十字形单体建筑、品字形单体建筑,并将各单体建筑按照4行4列布局成错列点式建筑群,以此作为研究对象。运用CFD数值模拟的方法,模拟了四建筑群在天津地区夏季主导风南风、冬季主导风偏西北风与全年主导风偏西南风等三种主导风向、以及东风、西南偏西风、东南偏东风等三种其他风向下,共计24种工况的风环境状况。对于模拟的结果,首先借助速度云图、压力云图以及速度矢量图从建筑群整体、建筑群间、建筑单体等三方面,定性地分析了各工况的风环境状况,其次,利用在建筑群间按一定方式布置的测点所反馈的各单体周围的风速信息,结合文中所述的舒适性准则及天津市气象资料,定量地评价了四建筑群在六种风向下的行人高度风舒适情况,最后又将四建筑群整体风环境状况进行了对比。研究结果表明,蝴蝶形单体比较适合于建造在主导风向为此三风向的地域,由该单体组成的建筑群,其间风环境舒适评价相对高。
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