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建筑群流场模拟中边界条件的设定
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摘要：CFD(Computational Fluid Dynamic)模拟技术近几年来随着计算机性能的大幅提高和模拟技术的进步，越来越得到广泛重视和应用。边界条件的设定是直接关系到模拟成败的关键。本文对边界设定中几个常见的问题分别进行了分析。计算区域根据实际情况选取,水平方向参考取10倍最高建筑的高度，高度方向取3-4倍建筑物高度。计算区域的顶面和侧面对于对称边界，速度边界和壁面这3种边界可以任意选择。出流面可设为完全发展出流边界或速度边界。对于大气层结中性情况，给出了风速廓线的计算公式，并介绍了一种为节约计算能力而分阶段划分网格的方法。
关键词：边界条件 建筑外流场 数值模拟
1 引言
风是构成室外环境的重要因素。建筑群造成的流场变化会对其周围环境会产生一定的影响，特别是高层建筑更容易引起建筑周围行人高度局部风速的增大，产生不良的风环境，造成人的不适，降低环境质量。如果在建筑规划设计阶段进行模拟研究，问题就可以得到预防和解决。另外流场模拟对于结构风荷载以及自然通风等领域的研究也有价值。风洞模型试验和实测是以往建筑流场研究的主要手段，但都费时费力。CFD(Computational Fluid Dynamic)模拟技术近几年来随着计算机性能的大幅提高和模拟技术的进步，越来越得到重视和广泛应用，并取得了不少的成果。作为有力的工具，数值模拟也已被用于建筑内外的流场研究中。在模拟的过程中，除了湍流模型的选择，网格的划分等因素，边界条件也是直接关系到模拟成败的关键环节。目前，数值模拟技术还处于发展阶段，只有不断与风洞试验和实测的结果进行比较，总结经验，对各方面进行改进，才能使之更加成熟完善。本文结合模拟的例子，对边界设定中几个常见的问题分别进行了分析讨论。
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