建筑室外风环境模拟分析

这案例是模拟空气流过钟楼的流场，本案例主要介绍在FLAIR VR-Editor中导入stl格式文档的具体方法。案例模拟的钟楼的大小为长6米， 宽6米，高约30米，计算区域的大小设置为长100米，宽100米， 高50米（如下图所示）。本案例介绍WIND的使用方法。

7.7.1 建立模型

7.7.1.1 默认模式下启动FLAIR模块

• 单击桌面PHOENICS-VR图标；

• 单击File按钮，然后选择'Start new case'，然后单击 FLAIR ，再点OK。 FLAIR VR-Environment就会出现在屏幕上，显示的默认域尺寸为10 mx10mx3m 。 7.7.1.2 重新定义Domain的尺寸

• 通过控制面板将大小更改为X方向为100m，Y方向上为100m，Z方向上为50m。

按钮，然后再单击\"Fit to window\" 。 • 单击movement面板上的

7.7.2 在计算域中添加object

A. 添加钟楼模型

钟楼模型可以通过STL文件来获得，接下来将教我们如何使用'Object management'

对话框导入STL文件。

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• 在'Object management'对话框中，单击 'Object' 在下拉菜单中选择 'New' (New

Object) 选项来激活'Object specification' 对话框。 • 将object的name更改为 'BIGBEN'。

• 单击 'Place' 按钮然后设置object的 'Position' 为：

X： 40.0 m Y： 40.0 m Z： 0.0 m

• 单击'Shape'按钮，激活'Shape'对话框，界面如下图所示

• 单击Import CAD geometry from 'STL File' ，会弹出'Open file'的对话框，显示的是

在工作目录下的STL文件。

• bigben.stl文件在/phoenics/d_intfac/d_cadpho/d_stl（如下图）

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• 找到Bigben文件然后单击'Open'按钮，会弹出如下图的'Import STL data'的对话框

• 单击'OK'会弹出如下图的'Geometry Import'的对话框

• 单击'Take size from Geometry file'后的按钮使得使其处在激活状态.此此操作会使

'CAD X Y Z’和VR的坐标对接.这个案例中，模型的的垂直方向是沿Y方向的，应将它和VR中的坐标Z方向对应，所以我们将'CAD X Y Z’和VR 'Y Z X'对应。

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• 单击'OK'将导入的STL文件转化为VR data文件，bigben.dat • 单击'Size'，将物体的'Size'设为：

X：6.0 m Y：6.0 m Z：30.0 m

• 单击 'OK' 将关闭 'Object specification' 对话框. B. 创建wind边界

• 'Object management'对话框中，单击 'Object' 在下拉菜单中选择 'New' (New Object)

选项来激活'Object specification' 对话框 • 将object的name更改为 'wind'

• 单击'General'，在'Type'的菜单中选择'Wind'，wind边界就会将这个计算域包裹，不

需要设置大小和位置

• 单击'Attributes'按钮，reference height设为10m，wind speed设为3.0m/s，wind

方向设置为west，指数分布（power law）

• 单击Include open sky后的按钮变为yes如下图所示

• 单击Store Wind Amplification Factor(WAMP)后的按钮变为Yes，Reference heigh

设置1.5m，此操作是将风速放大系数输出。

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7.7.3 激活物理模型

A. Main Menu面板 • • • •

单击'Main Menu'按钮，将弹出'Main Menu'的首页。 将'Title'名更改为'Flow over Big Ben'。 单击 'Models' 将跳到Model menu 页面。

单击 'Temperature' 按钮，将 energy equation后的按钮 变为'OFF' （如下图所示）

B. 激活K-E湍流模型

• 单击 'Turbulence models' 按钮，会弹出可供选择的湍流模型的列表，选择 'KEMODL'

模型。

• 单击 'OK'。

• 单击'Top menu'。 C. 设置网格数和求解参数

• 单击 'Geometry'. 在'Geometry'界面中单击 'X-Auto'会转变为'X-Manual'。 对 Y和Z

方向的网格进行调整。

• 设置the number of cells：

X-direction 为70 cells Y-direction 为70 cells Z-direction 为28 cells

• 设置 region 2 在 X direction上的 'Cell in region '设为10 。

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• 设置 region 2在Y direction 上的 'Cell in region' 设为 10 。 • 单击 'Apply' 保存这些设置，单击 'OK' 关闭网格设置。 • 单击 'Top menu'回到Main Menu首页。 • 单击 'Initialisation'按钮。

• 设置U1 上的FIINIT value 为 1.0 。 • 单击 'Top menu'按钮 。

• 单击 Main menu界面上的 'Numerics'设置 'Total number of iterations'为 1000 。 • 单击 'Output' 按钮，设置监测点的位置为(32，22，8)。 • 单击 'Top menu'再单击 'OK' 关闭main menu界面 。

7.7.4 启动求解器

• 单击 Run ， 单击 'Solver' ， 然后单击 'OK' 确定启动求解计算.当求解器运行时，

屏幕上会显示两个曲线图案，左边曲线图为监测点的变量数据，左边曲线图为残差曲线图。

• 迭代要结束时，监视器的显示如下图。

7.7.5 结果的查看

• 单击'Run' 按钮，再单击 'Post processor'， 然后单击 'GUI Post processor (VR

Viewer)' 。

• 当'File names'对话框弹出，单击'OK'读入当前计算结果的文件。 • 单击 'V' (Select velocity) 按钮

单击 'Contour toggle' button . 将看到速度的

标量图（如下图）。

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• 单击 'Contour toggle' 按钮，清除以前的速度标量图 。 • 单击 'P' （Select pressure）按钮。 • 在控制面板上右击

（Object management）按钮。

• 使得BLOCKAGE 显示出来 单击 Hide/Show/Paint 对话框。

• 单击'OK' 。建筑表面压力图显示如下：

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7.7.6 保存文件

• 计算完后，通过单击'File - Save working files'保存为是新的文件，Q1文件和相关

文件被永久保存。

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