FLUENT城市建筑物表面温度场模拟及校验(2)
鉴于此，一套能精确计算建筑物表面红外辐射特性的城市建筑物红外辐射特性模型就愈发必要。若要获得建筑物表面红外辐射特性，首先需要获得建筑物的表面温度场，运用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件可以计算出较为精确的建筑物表面温度场,本文根据研究对象的特点，结合模型实际情况，采用FLUENT软件对建筑物进行温度场模拟。
1.2 国外发展状况
1.3 国内发展状况
2 模型构建和理论基础
2.1 几何模型
本文以南理思源楼小区一栋宿舍楼为基础，为了方便分析，对此模型做出了适当简化和假设。如图2.1所示，假设地面空旷，此栋楼楼长为52米（x轴方向），高24米（y轴方向），宽20米（z轴方向）。z轴正向为南，楼房坐北朝南，南面和西面有窗，南面窗户为2*2米，西面窗户为4*2米。为模拟地表条件，建立一扁平长方体作为土壤层，土壤层长104米，宽50米，厚5米，楼房在处于土壤层上表面中心。
图2.1 几何建模效果图
如图2.2，为模拟楼房周围空气气氛，建立房屋外计算域，计算域长、宽与土壤层一致，高度为50米，计算域上表面代表天空。
图2.2 空气计算域模型
2.2 网格划分
网格生成是计算流体力学数值计算中的必要环节，对最终的模拟精度影响巨大。网格，即为计算区域内一系列离散的点，它不仅是计算流体力学（CFD）模型的几何表达式，也是模拟计算和分析的载体。ANSYS ICEM CFD是一款功能强大的前处理软件，不仅可以为主流CFD软件提供高质量的网格，而且还可以完成多种CAE软件的前处理工作[28]，故本文采用此软件对几何模型进行网格划分。
由于非结构网格具有良好的几何适应性，故本文中网格均采用三角形面网格和四面体网格，各组分网格最大尺寸如图2.3所示，如土壤层体网格最大尺寸设定为2m，窗户上的面网格最大尺寸设定为0.4m，网格数量总计170万左右。同时，生成网格的质量对后期的计算模拟效率和精度影响显著，如图2.4所示，本文网格质量初期生成时最低为0.26，经网格优化后网格质量提升至0.4，可以生成网格导出文件。
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