RNGk-ε模型在群体建筑风环境数值模拟中的应用研究

"基于CFD技术的群体建筑风环境研究 (2007年)，作者：马剑、程国标、毛亚郎，发表于《浙江工业大学学报》第35卷第3期，2007年6月，主要探讨了使用CFD技术对建筑风环境的模拟和分析。" 本文是2007年由马剑等人发表的一篇自然科学领域的论文，研究主题是利用计算流体动力学（CFD）技术分析群体建筑的风环境。研究的核心在于通过数值模拟方法来理解和预测建筑群周围风流场的行为，这对于建筑设计和城市规划有着重要意义。 首先，论文采用了基于Reynolds时均N-S方程（Navier-Stokes方程）的数值研究方法，这是解决流体流动问题的基本方程，用于描述不可压缩流体的运动。同时，他们使用了RNGk-ε湍流模型，这是一种常用于工程计算中的湍流闭合模型，可以较好地模拟复杂边界层内的湍流现象。RNG（Re-normalization Group Equation）k-ε模型改进了标准k-ε模型，提高了对湍流结构特别是壁面附近流动的预测能力。 在实际计算中，研究人员将计算区域划分为四面体网格，这种网格适应性强，尤其适合处理复杂几何形状，如建筑物的拐角和不规则边界。四面体网格能够提供更好的空间分辨率，从而提高模拟精度。此外，他们运用有限容积法对控制微分方程进行离散化，这是一种常用的数值方法，能够有效地在离散网格上近似连续方程。 模拟工作借助了FLUENT软件，这是一款广泛应用于流体动力学领域的商业软件，能够高效地求解复杂的流体流动问题。通过对风洞试验结果的对比，发现RNGk-ε湍流模型的数值计算结果在建筑物拐角分离区域的预测值稍大，但在背风侧的负压区与风洞试验数据吻合度较高，整体表现良好。这意味着CFD技术能有效地再现和预测建筑群风环境的特征。 关键词包括风环境、建筑群、风洞试验和数值模拟，表明该研究涵盖了从实验验证到理论计算的多个方面。中图分类号对应的是建筑科学与工程（TU312.1）和空气动力学（V211.3），文献标识码为A，代表的是学术性研究论文。 这篇论文展示了如何利用CFD技术结合RNGk-ε湍流模型对群体建筑的风环境进行深入研究，并通过与风洞试验的比较，验证了数值模拟方法的有效性和准确性，对于优化建筑设计、提升城市环境质量以及防止风致灾害等方面具有重要参考价值。