浙江大学硕士学位论文，苛层建筑群风环境的数值模拟群体建筑风环境的数值研究摘要随着城市化进程的加快和科学技术的发展，各种体型复杂、布局多样的高层和超高层建筑大量崛起，由此引发了一系列的风环境问题，如安全、健康、节能等问题。这些问题与建筑群自身的布局、周围建筑、风向等有着十分复杂的关系，较准确地预测这些不利风环境，探讨其内在的机理与规律，将对人们生活环境的改善等有着十分重要的意义。本文在总结前人主要研究成果的基础上，首先建立了以平均N a v i e r S t o k e s 方程和R a N G 肛s 湍流模型为基础的湍流流动基本方程及数值离散与求解方法；然后对国外已有风洞试验结果的单体和群体建筑周围的风环境进行了数值计算，并与试验结果作了比较，验证了数值模拟的正确性和有效性。在此基础上，对由六个矩形截面高层建筑组成的呈现8 种不同布局形式( 并列型、反Y 型、正Y 型、反U 型、正U 型、反V型、正V 型、围合型) 的建筑群在人行高度处的风速比和风速矢量进行了模拟计算，并对模拟结果进行分析和比较，获得了风环境状况与建筑平面布局之间的一些定性和定量的影响关系。论文最后通过对多组高层建筑群内街道峡谷效应的数值分析，验证了数值模拟方法在评估整体风环境上的可行性。以此为基础，利用数值模拟进一步研究了周围建筑的数量、街宽的改变对主建筑周围人行高度处风环境的影响关系。本文的研究可以为城市建设、高层建筑规划布局提供一定的理论和参考依据。主题词：风环境；高层建筑；建筑群；布局形式；数值模拟浙江大学硕士学位论文商层建筑群风环境的数值模拟N u m e r i c a ls t u d yo fw i n de n v i r o n m e n t a r o u n db u i l d i n gc o m p l e x e sA b s t r a c tW i t ht h ed e v e l o p m e n to fc i t yc o n s t r u c t i o na n dt h ea d v a n c e so fc o n s t r u c t i o n a lt e c h n o l o g yd u r i n gt h ep a s tt w od e c a d e s ，m o r ea n dm o r et a l ia n ds u p e rt a l lb u i l d i n g sw i t hc o m p l e xs h a p e sa n dv a r i o u sl a y o u tc o n f i g u r a t i o n sh a v ee m e r g e di nC h i n a ，r e s u l t i n gi nal o to fw i n de n v i r o n m e n tp r o b l e m st h a tm a ya f f e c tt h eo u t d o o re n v i r o n m e n to fb u i l d i n g sa n dh e a l t ho fh u m a nb o d i e sW i n dc o n d i t i o n sh a v eac l o s ea n dc o m p l i c a t e dr e l a t i o nw i t ht h eb u i l d i n ga r r a n g e m e n t ，s u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n ta n dw i n dd i r e c t i o n sa m o n go t h e r s T h em a i np u r p o s eo ft h i sd i s s e r t a t i o ni st op r e d i c tt h ec o m m o n l ye n c o u n t e r e du n f a v o r a b l ew i n de n v i r o n m e n ta tt h ep e d e s t r i a nh e i g h tl e v e l ( 2 0 m ) a r o u n dv a r i o u sb u i l d i n gc o m p l e x e sa n dt of o u n dt h em e c h a n i s mo f t h ec o r r e s p o n d i n gp h e n o m e n o n I nt h ed i s s e r t a t i o n ：o nt h eb a s i so ft h ee x i s t i n gr e s e a r c ha c h i e v e m e n t ，t h ef u n d a m e n t a le q u a t i o n sa n dn u m e r i c a ld i s c r e t i z a t i o na n ds o l u t i o na p p r o a c h e sf o rt u r b u l e n tw i n df l o wb a s e do nt h ea v e r a g e dN a v i e r S t o k e se q u a t i o na n dR N Gk - st u r b u l e n c em o d e lf i r ef i r s te s t a b l i s h e d A st h ef i r s tn u m e r i c a le x a m p l e ，ac u b i c a ls i n g l et a l l b u i l d i n gm o d e li sa n a l y z e d T h eo b t a i n e dn u m e r i c a lr e s u l t sa r ec o m p a r e dw i t ht h ew i n dt u n n e lt e s tr e s u l t sa n dt h ev a l i d i t ya n da c c u r a c yo f t h en u m e r i c a ls i m u l a t i o na r ed e m o n s t r a t e d T h en u m e r i c a ls i m u l a t i o ni st h e nc a r r i e do u tt oi n v e s t i g a t et h ew i n de n v i r o n m e n ts t a t ea r o u n dab u i l d i n gc o m p l e xc o n s i s t i n go fs i xr e c t a n g u l a rt a l lb u i l d i n g s T h es i xb u i l d i n g su n d e rc o n s i d e r a t i o na r ei n i t i a l l ya r r a n g e di n t ot w or o w sa n dt h r e ec o l u m n s B ya l t e r i n gt h ed i s t a n c eb e t w e e nt h et w oa d j a c e n tb u i l d i n g si ne a c hc o l u m n ，e i g h tt y p e so fb u i l d i n gc o m p l e x e sw i t hd i f f e r e n tp l a na n a n g e m e n ta r eo b t a i n e d T h ew i n d v e l o c i t yr a t i o sa n dt h ec o r r e s p o n d i n gv e l o c i t yv e c t o rf i e l di nt h ea r e aa tt h ep e d e s t r i a nh e i g h tl e v e l ( 2 0 m )s u r r o u n d i n ge a c ht y p eo fb u i l d i n gc o m p l e xa r et h e ne x a m i n e da n dc o m p a r e dw i t he a c ho t h e r S o m eq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v er e l a t i o n sb e t w e e nt h ew i n de n v i r o n m e n t浙扛大学硕士学位论文高层建筑群风环境的数值模拟c o n d i t i o n sa n dt h ep l a na r r a n g e m e n tt y p e sa r es u m m a r i z e d F i n a l l y ，t h ef e a s i b i l i t yo ft h en u m e r i c a ls i m u l a t i o no ne v a l u a t i n gt h ew h o l ew i n de n v i r o n m e n ta r o u n db u i l d i n g si sd e m o n s t r a t e dt h r o u g hn u m e r i c a ls i m u l a t i o no ft h ew i n df l o wi ns t r e e tc a n y o n sc o n s i s to ft h r e e r o wa n dt h r e e c o l u m nb u i l d i n g s T h ew i n d v e l o c i t yr a t i o so nt h ec a l c u l a t e dp o i n t sa tt h ep e d e s t r i a nh e i g h tl e v e la r o u n dt h ec e n t r a lb u i l d i n gu n d e rc o n s i d e r a t i o na r en u m e r i c a l l ya n a l y z e da n dc o m p a r e dw i t he a c ho t h e rb ya r r a n g i n gt h eb u i l d i n g si nv a r i o u ss y m m e t r i cc o n f i g u r a t i o n sw i t hd i f f e r e n ts e p a r a t i o nd i s t a n c e s S o m eq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v er e l a t i o n sb e t w e e nt h ew i n de n v i r o n m e n tc o n d i t i o n sa n dt h eq u a n t i t yo fb u i l d i n gc o m p l e xa n dt h es e p a r a t i o nd i