Fluidyn-MP建筑物外部绕流案例分享

本案例利用三维多物理场仿真模拟软件Fluidyn-MP进行仿真计算，模拟城市内某建筑物周围的外部空气流动情况，通过外部导入模型文件的方式进行模型构建，利用软件自带的网格化分模块进行网格划分以及后续的仿真计算。

1. 三维模型构建  

在本案例中,建模所使用的软件为与Fluidyn-MP相对应的CAE-CAD模块来进行模型构建，基于真实的建筑数据进行模型构建，并导入到CAE软件中进行模型的优化和转化，从而可以导入到MP-GUI中进行网格划分和仿真计算。构建如下图所示的三维模型。

图1 三维模型图  

2. 边界条件设置  

在本案例中,边界条件设置如下所示:

图2 边界条件设置

表1 边界条件参数设置

3.  初始条件设置  

在本案例中,初始条件设置如下所示:  

表2 初始条件参数设置

4.  生成模拟文件  

导入由CAE模块所建模型,并进行边界条件设置,根据模型尺度输入适合的网格划分参数,得到如下图所示的模拟文件｡  

这一系列操作均在MP-GUI中实现,包括模拟计算也集成在GUI模块中,使得计算流程保持一致性｡

图3 计算域网格图  

5.  模拟结果分析  

在水平和垂直方向各设置一横截面，后处理结果如下图所示：

图4 压力云图（垂直截面）

图5 压力云图（水平截面）  

图6 速度矢量图

图7 速度云图（垂直截面）  

分析以上云图和矢量图可得：  

分析水平截面和垂直截面的压力云图可得：压力从高处（约 32.3 Pa）向地表（接近 0 Pa）递减，符合大气边界层静压分布规律。近地表压力梯度显著，表明建筑对气流产生强阻塞，导致局部高压区（迎风侧）和低压区（背风侧）。  

分析速度矢量图和速度云图可得：速度剖面呈线性递减（10 m/s → 0 m/s），反映建筑物近地区域的强剪切流动。