PHOENICS 2018功能简介

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本文只介绍和建筑技术科学有关内容,过于专业的计算流体力学部分不加以赘述。


一、Default Automesh


 PHOENICS你也是一个成熟的软件了,能不能自己生成网格呢?


这次PH说:可以!


默认 Automesh 设置意味着automesher 的行为更加可预测。初始网格总是每个区域的1个单元格, 经过细化, 直到所有区域边界的单元格大小比满足 set 条件, 或者区域边界上最小的单元格低于设定的最小值。生成的网格通常比以前细, 并且需要较少的调整。


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在网格上单击鼠标右键, 就会出现一个对话框, 从中可以对网格进行 "动态"更改。向左移动滑块减小最小单元格大小, 因此增加细胞数;反之, 移动滑块右侧会增加最小单元格大小, 从而减少单元格总数。为了与现有案例兼容, 新规则仅适用于新的案例, 除非在每个方向的网格网格对话框中关闭 "兼容性模式"。新规则倾向于提供比以前更好的网格。


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二、等值线标签修改

等值线的标签可进行修改,有助于增强图面可读性


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除了自动模式外还提供了整数、实数、指数三种手动显示模式,手动模式中标签宽度可调。


三、新增或更新了K-e模型

The Revised Wilcox 2008 k-ω model

The Menter Baseline 1992 k-ω model

The Menter SST (Shear Stress Transport) k-ωmodel


四、支持UTCI的计算

UTCI介绍略。


五、实现气溶胶模拟

在PHOENICS-FLAIR 2018中,基于欧拉理论的气溶胶颗粒在室内环境中扩散和沉积的多相模型已经作为标准选项被实施。典型应用包括研究室内空气质量及相应的通风系统设计;人类在医疗或实验室环境中暴露于生物或放射性气溶胶;来自工业气溶胶的健康危害;保护环境和隔离洁净室;以及工艺品、电子设备等的表面污染。

气溶胶模型假设一个非常稀的颗粒相(单向耦合),没有碰撞或聚结,并且漂移通量模型用于表示由于重力效应在颗粒相和气相之间的滑动。实际上,气溶胶可以通过各种机制沉积在表面上,包括颗粒惯性、重力沉降、布朗扩散(其中颗粒由于与流体分子碰撞而朝表面输送)、湍流扩散(其中颗粒是转运的)。通过湍流涡旋对表面进行分类,透平电泳(其中颗粒由于颗粒惯性和湍流场中的不均匀性之间的相互作用而向下移动降低的湍流水平)和热泳(其中温度梯度驱动颗粒朝向,或远离表面。

PHOENICS模型考虑除了热泳之外的所有这些机制,热泳计划在未来发布。采用半经验壁模型计算表面沉积通量,其本身是颗粒大小、密度和摩擦速度的函数,所有表面的沉积速率由CFD求解器自动报告。

有四种可供选择的沉积模型,这些模型包括一种公式,该公式考虑了离壁任何距离,而不是假设近壁网格点在全湍流流动中位于颗粒浓度边界层之外。目前,这种特殊的沉积模型没有考虑透平系数,但它特别适用于近壁网格点位于边界层的层流或过渡区域的情况。新的气溶胶模型已成功地用于水平通风管道和垂直通风管道中充分发展的湍流气流以及实验室规模的通风室内空气运动的颗粒沉积。PHOENICS结果与实测数据吻合较好,较好地模拟了沉积速度与颗粒弛豫时间的“S”形曲线。


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六、风环境舒适度

当建造新的建筑物,特别是现代发展中常见的高层建筑时,建筑物周围的风速会受到影响。这会给行人造成不舒服甚至危险的情况。许多市政当局只有在风舒适性研究表明对行人环境的影响令人满意时才会批准新建高层建筑。这样的研究经常涉及CFD模拟,它利用统计气象数据,并且通常需要从罗盘的各个点以风向运行的情况。需要对这些模拟的结果进行后处理,以生成所需的统计风舒适度参数,在FLAIR中现在可获得以下参数:(1)风速和扇区的平均速度,(2)超过阈值速度的概率,(3)劳森准则,(4)NEN 8100分类。这些解释如下。风频数据以“风数据文件”的形式输入到FLAIR或FLAIR-EFS中,通常基于在几年期间获得的风数据。该文件指定风具有特定速度和特定方向的概率。更具体地说,可能风速的总范围被划分成指定数量的间隔,而可能风向的360o范围被划分成指定数量的扇区。对于每个速度间隔和每个扇区,提供概率值。在FLAIR和FLAIR-EFS中,现在有一个新的、改进的程序用于生成风舒适性参数。要激活平均风速,只需在舒适指数设置面板中将“存储所有扇区的平均速度”设置为ON。在同一面板中,指定包含频率数据的风数据文件的名称。在风对象设置中,像往常一样设置风向,但不设置风速;根据数据表中的概率,这被自动定义为在风速范围内给定方向的加权平均值。


在最后一次运行之后,所有运行的输出文件必须通过实用程序PHISUM,PHISUM进行必要的平均,并根据给定的风频率生成统计数据。PHISUM从VR编辑器顶部的“Run”/“Utilities”激活,并请求用户指定“.pda”文件名,该文件名包含建模的每个扇区的模拟结果。风速和扇区上的平均速度值存储在PHISUM的输出文件中的可变VAV中。如果这个文件与来自各个运行的Q1文件一起附加到查看器,那么VAV可以按照通常的方式绘制。从PHISUM的输出文件中,可以绘制出所需的统计参数,以生成对行人舒适性的各种评估,具体如下:

1、“风速和扇区平均速度”-可变名称变风量。

2、“超越概率”-变量名PRO。这是每个单元风速超过指定阈值的概率,在0-1之间。

3、“劳森标准”-变量名法。劳森舒适标准定义了一系列行人活动:(1)道路和停车场,(2)快速步行,(3)步行通过,(4)行人站立,(5)坐着。对于每个活动,定义风速和超频的最大频率。如果风速超过该阈值的概率超过该活动的给定极限,则认为条件是不可接受的。以上类别是有序的,例如,如果在某个地方满足条件(5),那么条件将被认为是坐着是舒适的,LAWS将被设置为5。但是,在一个更稳定的风的位置,只有条件(1)可以满足,在这种情况下,LAWS将被设置为1,这意味着,就行人舒适而言,这一地区只适用于道路或停车场显示每个劳森类别的区域经常出现在CFD评估报告中,用于拟议的建筑发展。

4、“NE8100”-变量名NEN。这是一个荷兰的建筑环境的风力舒适度标准,类似劳森标准,但不同的是它定义了五个舒适范围和两个危险范围。变量NEN指示适用于每个行人区域的范围。这些图片说明了一个历史性的大厦周围的风模型。

第一幅图显示了当地风(从任何方向)超过6米/秒的概率。


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第二张图片显示了劳森类别的情节。绿色仅适合行人步行;黄色站立,红色用于坐。

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因此,例如,如果一个人想选择一个位置为食堂户外座位,人们不会选择黄色区域附近的大厦角落。


七、其他功能


本文作者PHOENICS教程(已收录在中文官网):

CFD高阶教程:如何在风场中模拟植物


2018-12-04 08:40
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