發(fā)布時(shí)間：2017-04-15 05:10

  本文關(guān)鍵詞：基于建筑風(fēng)環(huán)境分析的Grasshopper與Fluent接口技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著CFD(計(jì)算流體力學(xué))技術(shù)的迅速發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)廣泛深入到建筑設(shè)計(jì)和暖通設(shè)計(jì)之中。如今建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)中重要的一環(huán),如何有效的利用CFD模擬工具對建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行風(fēng)環(huán)境分析,從而改善建筑室內(nèi)外流暢組織形式已成為建筑師需要具備的能力之一。但是,通用CFD軟件對于使用者的理論基礎(chǔ)要求較高,更重要的是單純的CFD軟件更加關(guān)注求解過程,對建模軟件的設(shè)計(jì)上并沒有進(jìn)行過多的優(yōu)化。另外,建筑師使用頻率較高的建模軟件比如Rhino、Sketchup等均沒有提供直接的CFD軟件接口。以上因素都成為了建筑師掌握并運(yùn)用CFD技術(shù)進(jìn)行建筑風(fēng)環(huán)境分析設(shè)計(jì)的障礙。參數(shù)化技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛和深入,建筑師接受度最高的參數(shù)化工具非Rhino+Grasshopper莫屬。依托于Rhino強(qiáng)大的建模能力以及Grasshopper節(jié)點(diǎn)式編程功能,其在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中優(yōu)勢愈發(fā)明顯。如果能夠?qū)hino和Grasshopper的參數(shù)化能力與CFD模擬技術(shù)聯(lián)系起來,必將能夠幫助建筑師在建筑設(shè)計(jì)方案階段更方便的進(jìn)行建筑風(fēng)環(huán)境分析。本文針對目前CFD分析工具與建筑設(shè)計(jì)常用軟件間接口匱乏的問題,從建筑設(shè)計(jì)方案階段對建筑風(fēng)環(huán)境分析的訴求出發(fā),選用Ansys Fluent作為CFD模擬工具、Rhino+Grasshopper作為參數(shù)化平臺,開發(fā)出聯(lián)系二者的接口插件。本文首先深入剖析了Grasshopper中插件開發(fā)的過程和步驟,從Grasshopper內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的解釋到簡單運(yùn)算器的實(shí)現(xiàn),再到復(fù)雜運(yùn)算器和自定義類型的實(shí)現(xiàn),展示了Grasshopper二次開發(fā)中主要的技術(shù)細(xì)節(jié)。其次,本文還研究了CFD前處理軟件ICEM和求解軟件Fluent的腳本開發(fā)流程,并總結(jié)了ICEM和Fluent腳本開發(fā)的一般步驟,整理出了ICEM和Fluent常用腳本函數(shù)供研究者使用�；谇捌诘幕A(chǔ)研究,本文完成了Rhino+Grasshopper平臺與Fluent的對接,實(shí)現(xiàn)了三種模式下的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成、Fluent的批處理運(yùn)行和單例運(yùn)行、線程同步、計(jì)算數(shù)據(jù)和圖像導(dǎo)出等多種功能,并詳細(xì)介紹了接口插件的具體實(shí)現(xiàn)過程。最后,通過兩個(gè)模擬算例演示了接口插件的具體使用,分別利用了插件中提供的內(nèi)置模式和外置腳本模式對室外風(fēng)環(huán)境和室內(nèi)風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了模擬計(jì)算,并且在室外風(fēng)環(huán)境計(jì)算的同時(shí)提供了利用遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的思路。文章主體主要通過介紹接口插件的實(shí)現(xiàn)過程,使讀者了解接口插件背后的技術(shù)細(xì)節(jié),并通過兩個(gè)算例演示了接口插件的具體使用,意在使讀者以及研究人員能夠更方便的將本插件用于設(shè)計(jì)和研究工作,并為建筑師在建筑設(shè)計(jì)方案階段進(jìn)行風(fēng)環(huán)境分析提供參考思路。
【關(guān)鍵詞】：建筑風(fēng)環(huán)境 Rhino Grasshopper Fluent 接口開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU312.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究緣起8-9
• 1.1.1 建筑設(shè)計(jì)方案階段CFD風(fēng)環(huán)境分析的意義8
• 1.1.2 基于GH與Fluent平臺的風(fēng)環(huán)境分析系統(tǒng)的便捷性8-9
• 1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 相關(guān)理論研究及通用CFD軟件簡介9-11
• 1.2.2 GH平臺現(xiàn)有插件和方法及其存在的問題11-14
• 1.3 本研究的目的和意義14-16
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 研究意義15-16
• 1.4 論文基本架構(gòu)16-18
• 第二章 GH二次開發(fā)及ICEM和Fluent中腳本的運(yùn)用18-50
• 2.1 GH中的插件開發(fā)18-34
• 2.1.1 GH運(yùn)算器分析18-20
• 2.1.2 GH插件開發(fā)語言及原生C20-23
• 2.1.3 利用Visual Studio編寫GHA文件23-27
• 2.1.4 運(yùn)算器主要基類及需要重寫的方法27-31
• 2.1.5 復(fù)雜運(yùn)算器及圖形用戶界面(GUI)的實(shí)現(xiàn)31-34
• 2.2 前處理軟件ICEM CFD中腳本的運(yùn)用34-41
• 2.2.1 ICEM簡介及基本工作流程34-35
• 2.2.2 ICEM中的TCL/TK腳本語言35-37
• 2.2.3 ICEM主要函數(shù)及其使用37-41
• 2.3 求解器Ansys Fluent中腳本的運(yùn)用41-47
• 2.3.1 Fluent簡介及基本工作流程41-42
• 2.3.2 Fluent的GUI和TUI工作界面42-44
• 2.3.3 Fluent中的Scheme腳本語言44-45
• 2.3.4 Fluent主要函數(shù)及其使用45-47
• 2.4 本章小結(jié)47-50
• 第三章 GH與Fluent協(xié)同接口的具體實(shí)現(xiàn)50-94
• 3.1 基本架構(gòu)50-52
• 3.1.1 接口設(shè)計(jì)架構(gòu)50-51
• 3.1.2 分析計(jì)算流程51-52
• 3.1.3 接口運(yùn)算器全名稱圖標(biāo)52
• 3.2 模型的導(dǎo)出及處理52-61
• 3.2.1 邊界條件及Boundary Condition運(yùn)算器52-57
• 3.2.2 模型的輸出及ExportGeo運(yùn)算器57-61
• 3.3 GH與ICEM的連接61-73
• 3.3.1 網(wǎng)格的處理及IcemMeshing運(yùn)算器61-67
• 3.3.2 Icem Settings運(yùn)算器67-70
• 3.3.3 Icem Global Mesh運(yùn)算器70
• 3.3.4 Script Editor運(yùn)算器70-72
• 3.3.5 ICEM腳本的錄制72-73
• 3.4 GH與Fluent的連接73-90
• 3.4.1 FluentCFD運(yùn)算器73-76
• 3.4.2 Fluent計(jì)算參數(shù)設(shè)置76-79
• 3.4.3 Fluent Settings及其相關(guān)運(yùn)算器79-82
• 3.4.4 Fluent腳本的錄制及Script Recorder運(yùn)算器82-85
• 3.4.5 插件中Fluent UDF文件的設(shè)置85-86
• 3.4.6 利用Windows API實(shí)現(xiàn)對Fluent的監(jiān)控86-90
• 3.5 計(jì)算結(jié)果的返回90-93
• 3.6 本章小結(jié)93-94
• 第四章 基于GH-Fluent系統(tǒng)的建筑風(fēng)環(huán)境分析算例94-108
• 4.1 城市局部風(fēng)場模擬94-101
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>94
• 4.1.2 模型的建立94-97
• 4.1.3 利用GH-Fluent系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算97-99
• 4.1.4 計(jì)算結(jié)果反饋及優(yōu)化99-101
• 4.2 建筑室內(nèi)風(fēng)環(huán)境模擬101-106
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>101
• 4.2.2 模型建立101-102
• 4.2.3 利用GH-Fluent系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算102-106
• 4.3 本章小結(jié)106-108
• 第五章 論文總結(jié)108-110
• 5.1 研究內(nèi)容與成果總結(jié)108-109
• 5.2 研究工作的不足與展望109-110
• 致謝110-112
• 主要參考文獻(xiàn)112-114
• 附錄一：圖表索引114-118
• 附錄二：部分程序代碼(C118-142
• 附錄三 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文142-143

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周躍芬;高軍;孫立軍;;環(huán)境分析技術(shù)應(yīng)用探討[J];裝備環(huán)境工程;2011年02期

2 黃浩;監(jiān)理企業(yè)的環(huán)境分析與戰(zhàn)略制定[J];建設(shè)監(jiān)理;2005年01期

3 霍有光;南水北調(diào)東線工程與鴨綠江水南調(diào)工程水環(huán)境分析及其優(yōu)化決策[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版);1999年02期

4 張連勇;;開灤鐵運(yùn)發(fā)展戰(zhàn)略的環(huán)境分析[J];科技經(jīng)濟(jì)市場;2010年03期

5 戴婷婷;莢榮;鄭志俠;;毛細(xì)管電泳技術(shù)及其在環(huán)境分析領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年06期

6 袁英賢,安宏毅;離子色譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用[J];河南城建高專學(xué)報(bào);1997年03期

7 車文;中國汽車市場面臨的政策環(huán)境[J];中國對外貿(mào)易;1997年03期

8 張守儀;郭文斌;;THSEA 清華日照環(huán)境分析軟件與有關(guān)研究動態(tài)[J];世界建筑;1989年03期

9 柯雅瑜;江三良;;我國二手車市場的發(fā)展態(tài)勢與制度環(huán)境分析[J];技術(shù)與市場;2010年06期

10 Bo Dmin ,魏銘炎;瑞典的環(huán)境分析工作[J];環(huán)境條件與試驗(yàn);1985年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 吳丹;;廣東省發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的資源環(huán)境分析[A];2012中國可持續(xù)發(fā)展論壇2012年�？ㄒ唬C];2013年

2 李晉;;農(nóng)機(jī)無店鋪銷售發(fā)展環(huán)境分析[A];走中國特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路——中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2008年

3 鄭志俠;;毛細(xì)管電泳技術(shù)近年研究進(jìn)展及其在環(huán)境分析領(lǐng)域中的應(yīng)用[A];安徽省第五屆“興皖之光”青年學(xué)術(shù)年會論文集（理科卷）[C];2005年

4 魯峰;趙全科;;淮河流域旅游業(yè)發(fā)展的水環(huán)境分析[A];21世紀(jì)的人文地理學(xué)——中國地理學(xué)會人文地理專業(yè)委員會暨全國高校人文地理學(xué)研究會2003年年會論文集[C];2003年

5 孟巖;潘建亮;;我國汽車安全事業(yè)宏觀環(huán)境分析[A];西南汽車信息：2012年上半年合刊[C];2012年

6 吳忠族;;學(xué)生公平就讀環(huán)境調(diào)查淺析[A];國家教師科研基金“十一五”成果集（中國名校卷）（一）[C];2009年

7 孟巖巖;潘建亮;;我國汽車安全事業(yè)宏觀環(huán)境分析[A];2012重慶汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2012年

8 劉占霞;;“十一五”通信業(yè)發(fā)展回顧及“十二五”發(fā)展環(huán)境分析[A];中國通信學(xué)會2010年光纜電纜學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 記者 陳軍梅;中日韓環(huán)境分析研討會召開[N];中國質(zhì)量報(bào);2008年

2 杭之;越南投資環(huán)境分析[N];廣西日報(bào);2007年

3 趙樹友 （作者單位：貴州總隊(duì)）;搞好安全分析[N];人民武警;2007年

4 ;青海流通業(yè)發(fā)展環(huán)境分析[N];青海日報(bào);2012年

5 顏進(jìn);觀念獨(dú)具特色 規(guī)劃立意深遠(yuǎn)[N];中國醫(yī)藥報(bào);2008年

6 易小光（作者系研究員、重慶市綜合經(jīng)濟(jì)研究院院長）;“十一五”重慶發(fā)展的宏觀環(huán)境分析[N];重慶日報(bào);2006年

7 李克勤;實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境分析[N];經(jīng)濟(jì)日報(bào);2002年

8 費(fèi)佳;大學(xué)生如何應(yīng)對就業(yè)壓力[N];中國社會報(bào);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳遠(yuǎn);成都市打造吸引外資的投資環(huán)境分析[D];電子科技大學(xué);2014年

2 陳建慶;LTC公司發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];東北大學(xué);2014年

3 呂瑤琦;湘窖酒業(yè)營銷策略研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 譚子龍;基于建筑風(fēng)環(huán)境分析的Grasshopper與Fluent接口技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2016年

5 張仲凱;《案例》：C銀行深圳分行[D];暨南大學(xué);2002年

6 夏焱;民營Q水電設(shè)計(jì)公司市場拓展戰(zhàn)略研究[D];四川師范大學(xué);2014年

7 胡東明;上海市閔行區(qū)投資環(huán)境分析研究[D];上海交通大學(xué);2012年

8 于照永;XKP公司戰(zhàn)略研究[D];鄭州大學(xué);2013年

9 馬瑞欣;GC/MS在環(huán)境和中草藥分析中的應(yīng)用[D];河北大學(xué);2006年

10 何志強(qiáng);茂名公司的經(jīng)營環(huán)境分析和發(fā)展戰(zhàn)略[D];廈門大學(xué);2002年

  本文關(guān)鍵詞：基于建筑風(fēng)環(huán)境分析的Grasshopper與Fluent接口技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：307667