基于CFD与WebGIS的城区风场数据库

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuhaiyongjiewang
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我国东南沿海地区台风灾害频繁,造成了巨大的财产损失与人员伤亡,由于台风的不确定性很大,很难及时准确地预测出台风的真实情况。研究与建立基于WebGIS的体系化共享城市风速比风场数据库,可以获得及时准确的预警信息,提前做好防御,便于防灾减灾工作。本文以深圳市主城区为例,对从GIS建筑数据快速建模并计算分析到建立城市共享风速比风场数据库及其应用展望的整个体系的各个流程进行了详细的研究。本文通过提出的简化理论与快速建模方法建立了深圳市主城区的CFD计算模型。根据不改变流场的大致流向的原则建立模型,提出建筑群简化理论和模型分块计算的思想,并利用GIS建筑数据提出了快速建立城市模型的方法,通过上述思想与方法对建筑模型简化、分块与建立;通过互联网下载的DEM数据经过一系列处理后建立了本文的地形模型;根据国内外计算域尺寸的相关研究并结合本文具体情况提出了本文的计算域模型尺寸;建立计算模型,完成了从GIS建筑数据到计算模型的整套流程的工作。进行了城区多风向风场的CFD模拟与分析。提出了一套混合网格划分方案,并通过设置不同的参数对比分析选取了一套兼顾精度和效率的网格划分参数;选取了合适的湍流模型和壁面函数,并确定了入口风剖面参数以及其它计算参数;最后进行了分块多风向的模拟计算并对模拟结果进行了总结分析。根据数值模拟结果进行基于GIS数据库的可视化并建立基于WebGIS的风速比数据库。解决了Arc GIS可视化CFD模拟结果的三大关键技术问题,提出了相应的技术方案;根据提出的技术方案,利用GIS分别对CFD模拟结果进行二维等值线云图与三维云图显示,并建立起基于GIS的风场数据库;最后基于WebGIS与数值模拟计算结果数据,建立一个可以共享的风速比风场数据库实用网站,并对其应用领域进行了详细的阐述。城市共享风场数据库应用网站不仅可以用于台风的快速预警,还可以应用于城市规划、室内外通风设计、行人风环境评估、台风危险性与台风易损性分析等多个方面,具有重要的实际应用价值。
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