一种风速流线可视化的建筑设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种风速流线可视化的建筑设计方法。本发明可以改善建筑周围的风热环境，提高校园舒适度，降低供暖制冷能耗。通过一些计算机的智能操作，就可以得出风速流线在不同高度的风速矢量分布图，以此来得出风速流线可视化的建筑设计方法。通过这些得到的风速矢量分布图，可以直观的观察其分布情况。本发明以我国南方地区的一所中学为例，通过探究其校区改造后的风环境情况，使用风速流线可视化的建筑设计方法。以此来对风速流线进行最大限度得调查和研究，更好的了解风速流线在建筑设计中的重要作用，以便捷于建筑设计，推进人类与自然的和谐共处。
【专利说明】一种风速流线可视化的建筑设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机技术应用领域，具体涉及一种风速流线可视化的建筑设计方法。
【背景技术】
[0002]随着流体力学、科学计算可视化、计算机图形学、网络三维游戏等的发展，可视化技术得到了广泛的应用，流线可视化技术是矢量场可视化技术中的一种，主要包括流线的计算与流线的显示。由于它与常用流体实验技术的相似性，流线可视化技术在计算流体力学可视化中被普遍采用，流线可视化技术的研究已经成为可视化研究十分活跃的课题。但是，目前的流线可视化技术在流线构造的速度上，相对较慢，在流线绘制真实感的效果上，还不太理想。
[0003]流体流动和传热必须服从质量守恒定律、动量守恒定律及能量守恒定律。建筑物在大气边界层内作为风流动中的障碍物存在，其周边的流动由气流撞击、分离、再附着和环流等物理现象组成，按湍流作用下的钝体空气动力学理论，建筑周围的流动风是大气边界层中的低速不可压缩湍流过程。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种风速流线可视化的建筑设计方法；
本发明的另一目的是提供一种快速有效的了解自然环境产生的风速流线在不同高度的情况；
本发明的另一目的是提供 一种能够利用计算机信息技术来观察自然环境产生的风速流线的方法。
[0005]一种风速流线可视化的建筑设计方法，该方法包括以下步骤:
(1)、将整个建筑物视为一个大空间网格，所述的大空间网格内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，或根据现实中的房间大小对小空间网格进行空间重组；
(2)、确立分析计算建筑物时所需要的风信息和环境信息，将所述风信息和环境信息输入计算机中进行风环境以及湿度环境的模拟，得出整个建筑物的风速流线分布数据；
所述风速流线分布采用RNG k-ε湍流模型进行模拟，其湍流控制方程如式(I)- (4)所示:(1)为连续性方程，(2)为动量方程，(3)为k方程，(4)为ε方程；
【权利要求】
1.一种风速流线可视化的建筑设计方法，其特征在于具体步骤如下: (1)、将整个建筑物视为一个大空间网格，所述的大空间网格内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，或根据现实中的房间大小对小空间网格进行空间重组； (2)、确立分析计算建筑物时所需要的风信息和环境信息，将所述风信息和环境信息输入计算机中进行风环境以及湿度环境的模拟，得出整个建筑物的风速流线分布数据； 所述风速流线分布采用RNG k-ε湍流模型进行模拟，其湍流控制方程如式(I)- (4)所示:(1)为连续性方程，(2)为动量方程，(3)为k方程，(4)为ε方程；
2.根据权利要求1中的一种风速流线可视化的建筑设计方法，其特征在于:所述的建筑信息包括建筑材料和结构；所述的环境信息包括太阳辐射对建筑表面形成的太阳辐射程度、周边的风压和周边的风向 。
【文档编号】G06F17/50GK103778289SQ201410017198
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】杨丽, 何宝杰, 叶苗 申请人:同济大学