【正文】 境質(zhì)量較好，但是對于長時間站立或坐著的人為活動時，相對舒適性在頻率小于一月一次的范圍內(nèi)是不舒適的。第四章 風環(huán)境評估44m 平面處風速分布等值線圖如下圖 。Fig 44m 處風速分布等值線圖44m 高空處平面同 60m 高空平面一樣，相比地面高度處的風速有所提高，但是，豎立長方體的面由于是固壁，臺風無法流入科技樓內(nèi)部，只能由 44m 挖空平面處進入內(nèi)部，風速處于 20m/s 左右。風速在迎風面表面處于 ，屬于 9 級烈風，在刮風頻率低于一年一次的情況下，相對舒適性為危險，風環(huán)境質(zhì)量差。而在掏空面內(nèi)，風會由于豎立建筑物的阻擋形成環(huán)流現(xiàn)象，風速平均在 10m/s 以下，屬于蒲氏等級為 2 級的輕風，在 44m 平臺內(nèi)部，無論是迎風面還是背風面，相對舒適性都是行人可以容忍的范圍，風環(huán)境質(zhì)量好。從兩個平面的風速分布等值圖可以看出，在 60m 和 44m 這兩個不同的平面上，科技樓建筑物外圍的風速分布基本上相同，風環(huán)境質(zhì)量差，相對舒適性為危險，而在科技樓的掏空面內(nèi)部，由于所截取的橫截面不同，風速分布也不同，繞過建筑物的背風面的尾渦區(qū)域也有不同，風環(huán)境質(zhì)量和舒適性也存在著不同。60m 處的平面上，風會通過到 4 個掏空面進入到建筑物內(nèi)部，在迎風面上有較大的活動范圍，在豎立的立方體建筑物周邊也存在著風的繞流現(xiàn)象，風的流向如 矢量圖所示，風速大小 14m/s 左右， ，蒲氏風級大小為 7 級，行人行走會覺得不便，對于慢走，短時間站立、坐著，長時間站立、坐著的行人都是不舒適的區(qū)域，風環(huán)境質(zhì)量偏差。無論迎風面還是背風面，對于在平臺上活動的人來說，這個 60m 的平臺是不可容忍的不舒適環(huán)境，應盡量減少在臺風來臨之際在平臺上活動。第四章 風環(huán)境評估Fig 60m 處風速分布矢量圖在 44m 處的界面上，由于掏空面內(nèi)隔著一堵豎立著的長方體建筑物，風只進入到方形掏空面內(nèi)，風速分布矢量圖見 所示，在兩個面上風會順著風向吹向建筑物，在彎角處繞流，局部風速增加。在背風面會出現(xiàn)一定區(qū)域的風速降低和尾渦，相比迎風面，速度會有所下降。相比 60m 高的平面上，風速風壓均有降低，在建筑物表面風速保持在 24m/s左右，風環(huán)境偏差，而在建筑物內(nèi)部，風速處于 10m/s 以下，處于 5 級清風的狀態(tài)下，風環(huán)境相對比較舒適，而對于長時間站立、坐著的行人的相對舒適性為不舒適。Fig 44m 處風速分布矢量圖第四章 風環(huán)境評估 結(jié)論當臺風來臨時，在行人高度 處，迎風面風速風壓較大，蒲氏風級處于 9 級烈風，風壓為 300pa 左右，在底柱附近最高可到達 900pa，較大的風速風壓能吹倒行人，造成危險。特別是中間的科技樓行人走廊變窄，會有穿堂風效應，風速風壓將會提高，造成更加危險的風環(huán)境，而在背風面，由于建筑物阻擋，在緊貼科技樓的背面會有較大區(qū)域的舒適環(huán)境，風速風壓偏小，由于建筑物阻擋，風速會大幅度下降，會有回流，尾流等現(xiàn)象出現(xiàn)，風速在 ，處于蒲氏風級為 3 級到 4 級，相對舒適性較好，舒適度較高，是行人可容忍的舒適范圍，在經(jīng)過該舒適區(qū)域后，風速風壓又會明顯回升至入口初始設置速度。在上底柱和下底柱彎角的角隅附近，風速風壓達到最高，超過 40m/s，是行人高度處最為危險，最不舒適的區(qū)域。行人應該盡量避免在臺風來臨時科技樓迎風面的活動，相比之下，在背風面的風環(huán)境質(zhì)量比較好，但是繞過安全區(qū)域，風速會回到初始入口風速。在 44m 和 60m 建筑物高空平面，較地面行人高度風速和風壓均上升，科技樓表面，最高達到 10 級蒲氏風級甚至超過，在科技樓的幾個轉(zhuǎn)角處，風速比較高，可作結(jié)構(gòu)荷載的設計的參考值，風環(huán)境差，特別是正對科技樓的角隅區(qū)，會有強渦旋，會對行人的活動構(gòu)成危險。而在 44m 和 60m 內(nèi)部掏空的平臺上，風速較低，平均在 10m/s 以下，平臺內(nèi)部無論是迎風面還是背風面都存在著相對舒適性為行人能容忍的區(qū)域。背風面后有較大的安全區(qū)域，此時風速風壓有大幅度下降。行人高度處的迎風面，風環(huán)境和建筑物周邊的風環(huán)境均處于在一年一次的不容忍的危險范圍內(nèi)，人會有被陣風吹倒的危險；相比之下，建筑物高空的風環(huán)境，在迎風面表面雖然是屬于比較危險的烈風風級，而觀覽臺內(nèi)部迎風區(qū)和背風區(qū)都是較為舒適的風環(huán)境。需要注意的是，在有穿堂風流通的走廊，還有科技樓的迎風面的角隅區(qū)，會有相對建筑物平面的強渦旋，會致使風速風壓明顯提高，舒適度低，風環(huán)境質(zhì)量差，行人需要在臺風來臨之時做好防范工作。第五章 總結(jié)與展望第五章 總結(jié)與展望 總結(jié)計算風工程方法能構(gòu)造與建筑原形尺寸相當?shù)挠嬎隳M，模擬真實的風環(huán)境，可以根據(jù)研究需要改變流場和結(jié)構(gòu)的控制參數(shù)，對研究的對象進行全方位的分析，具有廣闊的前景。本文以深圳大學科技樓模型為例，根據(jù)相關(guān)風環(huán)境的舒適度評估準則和風效應進行分析，對科技樓周邊的風環(huán)境進行數(shù)值模擬。具體總結(jié)如下：（1）首先初步介紹了計算風工程，計算風工程的核心內(nèi)容是計算流體動力學，研究的方法分為風洞試驗的方法與數(shù)值模擬，并且列舉部分工程實例。再初步介紹本次計算中使用的軟件 GAMBIT 與 FLUENT 的操作方式和參數(shù)設置；（2）在 GAMBIT 中，根據(jù)文獻[14]計算出計算域的大小，創(chuàng)建出計算域和科技樓的四面體網(wǎng)格，并且設定各個邊與面的入口、出口、對稱邊界條件和固壁邊界條件；（3）FLUENT 的設置中，對科技樓周圍風場數(shù)值模擬采用的控制方程、離散方法、離散格式、壓力與速度耦合方法等方面進行組合：在一階迎風格式下湍流度為 5%的定常條件下在 kε 湍流模型下的 Standard 模型。并且根據(jù)深圳當?shù)?50 年一遇風速值換算得出相應的風速對模型的邊界條件進行具體的設置；（4）分析了在定常條件下，在科技樓的行人高度 處的風環(huán)境，通過 FLUENT 導出風速風壓的數(shù)據(jù)圖，并對風環(huán)境進行了評估。在迎風面的不舒適性大雨背風面，不適于保安和行人的長時間站立或坐著；（5）另外對科技樓高空環(huán)境進行了風環(huán)境評估，分別取的是位于 44m 和 60m 處的觀覽臺平面，由于臺風來臨時風速風壓處于 5 級蒲氏風級范圍，風環(huán)境會造成不舒適的感覺，應該避免人為活動在此區(qū)域范圍內(nèi)，特別是正對科技樓的角隅區(qū)，會有強渦旋和下沉氣流，會對行人的活動構(gòu)成危險。 展望在城市化高度發(fā)展的今天，高密度的住宅區(qū)，塔樓，CBD，高層建筑以及各種建筑群不斷的涌現(xiàn)，體現(xiàn)出經(jīng)濟的繁榮和快速發(fā)展，而同時大量的機動車住宅區(qū)的人為熱和污染物的排放的城市問題也隨之發(fā)生，風環(huán)境的問題給城市的建設提出了全新的理念，在滿足通過風洞試驗或數(shù)值模擬出不同風向角對建筑物產(chǎn)生的風荷載和風壓分布的結(jié)構(gòu)安全性問題之后，更涉及到滿足近地面的行人舒適度問題。各種新結(jié)構(gòu)體系，獨特的結(jié)構(gòu)外形在對未來的風工程研究是一項新的機遇和挑戰(zhàn)，為保證重大工程的抗風安全和舒適度，還需深入研究高層建筑風荷載的風載和風振問題，而計算機 FLUENT 數(shù)值模擬將會出現(xiàn)更加廣闊的前景，利用數(shù)值模擬的方法可以快速、高效地分析建筑物的布置方案與局部風環(huán)境之間的關(guān)系，從中總結(jié)出創(chuàng)造舒適風環(huán)境的建筑設計準則，能夠為設計可持續(xù)發(fā)展的建筑提供指導。目前風環(huán)境的測量方法是風洞實驗和數(shù)值模擬，在利用 CFD 技術(shù)進行風場模擬計算，結(jié)合風洞試驗下，還是遇到了很多挑戰(zhàn)和困難，希望在不究的將來，可以根據(jù)當?shù)氐娘L的分布概率，風速大小和舒適性的評判標準來衡量每一個工程的舒適度，滿足行人高度的風環(huán)境，使人和建筑物和自然更加的和諧，對于風環(huán)境的評估將會是風工程研究以后一項比較大的趨勢。 致謝致 謝我的大學生就學生涯已近尾聲，回想過往，自己擁有的點滴進步都是離不開身邊可愛可敬的人們的關(guān)愛。再次表達我最真誠的感謝。首先感謝我的導師楊磊老師，感謝他這短時間給予我的諄諄教誨和對論文的悉心指導。他淵博的學識、求真務實的學風、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、忘我的敬業(yè)精神和和寬以待人的師表風范讓學生我終身受益。論文從選題到構(gòu)思，至最后完成都傾注了導師的心血，在此，僅向?qū)煑罾诶蠋煴硎局孕牡母兄x并致以崇高的敬意。感謝同窗周生龍，吳思銘和師兄在那些一起走過的日子里給予我歡樂、友情、關(guān)心和幫助。我要感謝我的父母，感謝他們二十多年對我的養(yǎng)育之恩，感謝他們一直給予我的關(guān)心和支持，他們對我的愛心與責任，是我工作學習的動力和源泉。衷心祝福他們身體健康、幸福開心、感謝母校深圳大學，愿她更加繁榮昌盛。 AbstractScience and technology building of the ShenZhen University wind environment of the numerical simulationSchool of Civil Engineering, Shenzhen UniversityName: Cheng Fei School Number: 2022090201Instructor: Lei Yang【Abstract】：During the calculation of the Science and Technology Building in Shenzhen University of numerical simulation of wind environment。First，I use GAMBIT create a simplified technology architecture model, and then export the technology building and the threedimensional putational domain of the tetrahedral mesh and then output mesh file。 then by FLUENT, grid import, export and symmetric boundary conditions specific settings, science and technology building calculated steady conditions in the putational grid in the kε turbulence model results under the Standard to meet the convergence, in accordance with FLUENT postprocessing the surface of the building can be drawn and the observed surface velocity vectors and pressure distribution of pressure lines to observe the science and technology building at pedestrian height of and two Ferris 44m and 60m platform plane wind vector and wind speed contour map, and then make the plane environmental assessment of the wind, reached the height of the Science Building and Science Building, the pedestrian environment surrounding wind environment quality and fort.The results show that: the conditions in the steady kε turbulence model results under the Standard, in a typhoon es, at the plane, science and technology building39。s windward side is a dangerous fort, Beaufort wind scale to 10, have been The risk of blown away by the typhoon, the pedestrian corridor in the science and technology building entrance and exit， the impact of the drafts, the wind speed is still great, at 9 Beaufort wind speed, fortable environment is poor； and the leeward side is an area, because the embarrassment to the building lead the wind speed drop, only at 3,4level wind speed, height is relatively pedestrian fort, and can tolerate the safety zone. In the 44m and 60m platform at high altitude Ferris, crosssection differ, but the wind speed vector is similar to the windward wind speed or over 10 Beaufort wind speed, wind envi