建筑室外风环境数值模拟的湍流模型比较

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2011.04.022

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (4): 121-127.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.04.022

建筑室外风环境数值模拟的湍流模型比较

李琼¹ 持田灯² 孟庆林¹ 赵立华¹

1．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510640；2．日本东北大学建筑系，日本宫城县仙台市 980—8579

收稿日期:2010-09-27 修回日期:2010-12-27 出版日期:2011-04-25 发布日期:2011-03-01
通信作者: 李琼(1980-)，女，博士，讲师，主要从事建筑环境与节能研究 E-mail:arliqiong@scut.edu.cn
作者简介:李琼(1980-)，女，博士，讲师，主要从事建筑环境与节能研究
基金资助:
国家自然科学青年基金资助项目(51008127)；重大国际(地区)合作研究项目(50720165805)；广东省自然科学基金博士启动项目(10451064101005823)；广东省自然科学基金重点项目(8251064101000006)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100172120006)；华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项(2009ZM0088，2009ZZ0067)；华南理工大学自然科学基金资助项目(x2jzE5090660)

Comparison of Turbulence Models for Numerical Simulation of Outdoor Wind Environment Around Building

Li Qiong¹ Akashi Mochida² Meng Qing-lin¹ Zhao Li-hua¹

1.State Key Laboratory of Subtropical Building Science,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.Department of Architecture and Building Science,Tohoku University,Sendai 980-8579,Miyagi,Japan

Received:2010-09-27 Revised:2010-12-27 Online:2011-04-25 Published:2011-03-01
Contact: 李琼(1980-)，女，博士，讲师，主要从事建筑环境与节能研究 E-mail:arliqiong@scut.edu.cn
About author:李琼(1980-)，女，博士，讲师，主要从事建筑环境与节能研究
Supported by:
国家自然科学青年基金资助项目(51008127)；重大国际(地区)合作研究项目(50720165805)；广东省自然科学基金博士启动项目(10451064101005823)；广东省自然科学基金重点项目(8251064101000006)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100172120006)；华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项(2009ZM0088，2009ZZ0067)；华南理工大学自然科学基金资助项目(x2jzE5090660)

摘要/Abstract

摘要： 对日本建筑学会提供的室外无污染物扩散和有污染物扩散的建筑风洞实验模型,采用15种湍流模型分别求解其室外流场,通过模拟结果与风洞实验结果的对比分析,确定建筑室外风环境数值模拟所用的最优湍流模型.结果表明,Suga三次式高Re k-ε模型对风场和浓度场的求解具有很高的精度,是最优的模拟室外风环境的湍流模型,不足之处是该模型的计算时间比标准k-ε模型长.因此,对建筑室外风环境进行CFD数值模拟时,在时间允许的情况下可采用Suga三次式高Re k-ε模型,在计算精度要求不高及计算时间有限的情况下,可采用标准k-ε模型.

关键词: 数值模拟, 建筑, 风环境, 湍流模型

Abstract:

Aiming at the wind-tunnel experimental models with and without gas dispersion provided by the Architectural Institute of Japan（AIJ）,15 turbulence models are employed to simulate the outdoor wind environment.Then,by the comparison between the simulated results and the wind-tunnel experimental ones,the optimal turbulence model for the numerical simulation of outdoor wind environment around a building is determined.The results show that Suga's cubic high-Re k-ε model is the best due to its high accuracy of simulating both the air flow and the pollutant diffusion,but the CPU time of it is longer than that of the standard k-ε model.Thus,during the CFD numerical simulation of the outdoor wind environment of a building,Suga's cubic high-Re k-ε model can be used when the time is enough,and the standard k-ε model can be used when high accuracy is not required and when the calculation time is limited.

Key words: numerical simulation, building, wind environment, turbulence model

李琼持田灯孟庆林赵立华. 建筑室外风环境数值模拟的湍流模型比较[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(4): 121-127.

Li Qiong Akashi Mochida Meng Qing-lin Zhao Li-hua. Comparison of Turbulence Models for Numerical Simulation of Outdoor Wind Environment Around Building[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 39(4): 121-127.

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建筑室外风环境数值模拟的湍流模型比较

Comparison of Turbulence Models for Numerical Simulation of Outdoor Wind Environment Around Building

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