【摘 要】
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良好的小区风环境有利于营造室外行人活动安全舒适、建筑通风良好的舒适圈,节约能源,提高空气的质量。小区内建筑体型、建筑布局、建筑长度、风向角及绿植等因素直接影响着小区建筑周围行人高度处风环境,因此有必要研究各因素对小区整体风环境的影响程度及规律,为小区规划设计提供参考。本文以广州地区典型住宅小区为研究对象,采用ANSYS FLUENT计算流体力学软件进行了行人高度处风环境的数值模拟研究,并选择两个典
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良好的小区风环境有利于营造室外行人活动安全舒适、建筑通风良好的舒适圈,节约能源,提高空气的质量。小区内建筑体型、建筑布局、建筑长度、风向角及绿植等因素直接影响着小区建筑周围行人高度处风环境,因此有必要研究各因素对小区整体风环境的影响程度及规律,为小区规划设计提供参考。本文以广州地区典型住宅小区为研究对象,采用ANSYS FLUENT计算流体力学软件进行了行人高度处风环境的数值模拟研究,并选择两个典型小区进行了不同风气候下风环境的实测研究,主要工作与创新之处如下:为定性定量评估分析风环境质量,首先总结国外内建筑风环境研究成果以确定本文所采用的评估标准。然后根据计算流体力学理论对数值模拟计算方法进行了系统性阐述,建立了基于雷诺N-S平均方程及RNG k-ε湍流模型的湍流运输控制方程组,以及明确本研究中所适用的数值离散和求解方法。为验证本文数值模拟方法的可行性与精准性,本文依照前人风洞试验模型进行数值模拟后与风洞试验数据对比,结果表明本文所采用的数值模拟计算方法相关条件能有效地模拟建筑周围风环境。在此基础上,对三种不同截面形式(矩形、工字形、十字形)的单体建筑周围风场特征分布进行了研究,平截面为十字形的点式建筑周围风环境最佳。然后选出板式矩形、十字形建筑建立容积率一致的五种不同小区布局形式(行列式、斜列式、错列式、围合式、点式)建立模型,以及评估指标分析不同来风向下小区内部行人高度处风环境的优劣性,并重点研究在广州夏季主导风东南风向下工况。模拟结果表明点式布局形式的小区室外风环境在各种风向下均保持最佳。随后进一步研究改变板式布局建筑群组单体建筑长度对小区风环境影响,结果表明随着建筑长度的增大,小区内平均风速也随之增大。最后为通过改善小区室外行人高度处风环境质量,本文提出了建筑物底部采用架空层结构优化设计,对单体、基于行列式布局下设置不同架空率的板式建筑组群和广州某小区进行了数值模拟分析,并对实际小区周围进行现场实测,明确得出在风向S下架空层设计能有效地改善建筑物周围风场环境,提出了实际小区须优化改善的区域。本硕士论文研究对深入优化改善住宅小区室外行人高度处风环境的前期规划设计工作具有重要的参考意义,数值模拟相关技术方法也能提高研究结果的精确度。
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