一种运用简化模型和非结构化网格进行建筑设计的方法

摘要

本发明涉及一种运用简化模型和非结构化网格进行建筑设计的方法，包括对建筑设计过程中繁琐的步骤进行必要的简化，在建筑物内通过软件做出建筑简化模型，再将所测建筑物视为一个大的空间网格，将建筑信息和环境信息输入计算机中进行建筑环境及湿度环境的模拟，得出整个建筑的非结构化网格的数据，再根据已获知的数据对每一个建筑空间网格进行计算，根据要求，对建筑进行功能布置的分析，将属性相同的功能区尽可能的集中于一体，使建筑更加规范、立体；简化模型和非结构化网格方法的使用，便于观察建筑内部结构，进而了解外部环境特征，更加便捷于设计师观察、研究，设计出好的作品。

主权项

一种运用简化模型和非结构网格进行建筑设计的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)、在建筑物内制作若干个建筑简化模型，忽略建筑的门窗与复杂结构部分，把建筑视为一个个简化的矩形块，根据建筑的外轮廓，使用AutoCAD进行绘制建筑简化平面图，并赋予建筑高度，绘制建筑简化模型并导出，导入Gambit软件进行网格划分，得到建筑简化模型；再将所测建筑物视为一个大的空间网格，所述大的空间网格内部还由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，或根据现实中的房间大小对小空间网格进行空间重组；简化模型建立动力学方程如下：式中：F_S为缓冲器轴向力；K_S为缓冲器轴向力系数；μ为轮胎和跑道道面的摩擦系数；F_Vg为地面对轮胎的作用力；W₁为上质量块的质量力；W₂为下质量块的质量力；L为作用在质量力W₁上的升力，W=W₁+W₂；式中：ρ为液压油密度；C_d为流量系数，一般取0.7～1；s为缓冲器行程；s＇为缓冲器内外筒间的相对速度；A_n为有效节流面积；A_h有效压油面积；γ为气体多变指数；A_a为气体作用面积；μ₁为上部轴承或安装在内筒上的摩擦系数；F₁为上部轴承或安装在内筒上的垂直作用力；μ₂为下部轴承或安装在外筒上的摩擦系数；F₂为下部轴承或安装在外筒上的垂直作用力；s＇/│s＇│为力的方向符号；式中：F_Vg为地面对轮胎的Z向作用力；z₂为轮轴下沉z向位移，即轮胎变形量；m 、r对应于轮胎载荷‑变形特性曲线的常数；简化模型方程计算公式如下：……上式表示m个变量，对应时间t内，每个变量有n个数据，将简化模型数据进行累加生成，经过处理，可减少数据的随机性，增加数据的趋势性；如果一次累加不行，还可以进行二次累加；简化模型有GM(1,a)模型、GM(0,n)模型或GM(n)模型；对于单变量数列，成为GM(1,1)模型，有原始数据：作累加生成：，，……白化后的数列为.其对应的微分方程为.方程的解为：.记a、u为参数向量：.取前5个数列：，.对于GM（1，2）模型，微分方程为.方程的解为.式中，对于Verhulst模型，微分方程为，方程的解为：.式中,,对于GAM（1）模型，方程的解为.式中,,；(2)、确立分析计算时所需要的一切建筑信息和环境信息，将这些建筑信息和环境信息输入计算机中，运用Fluent软件进行建筑环境及湿度环境的模拟，首先选取数学模型，软件根据选取的湍流模型， k‑ε模型组进行计算，基于非结构化网格的通用CFD求解器，针对非结构性网格模型，用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场；对紊流、热传、化学反应、混合、旋转流及震波进行计算，直到收敛；得出整个建筑的非结构化网格的数据；(3)、在采光模拟软件平台上，利用插件导入建筑环境以及湿度环境模拟所得出的非结构化网格数据进行二层模拟；(4)、再根据已获知的数据信息，包括每个建筑的网格数量、每个建筑表面在不同高度，以及不同季节的风压数据、风速数据、温度数据、相对湿度数据等模拟数据，对每一个建筑空间网格进行计算，所求得的数据就作为将来建筑布局的参考；(5)、在计算机软件中进行房间数量和属性的设置，那么空间布局中的非结构化网格情况就可以被肉眼观察和研究了；(6)、最后根据要求，对建筑进行功能布置的分析，在分析中将属性相同的功能区尽可能的集中于一体，使建筑更加规范、立体；(7)、通过计算机技术的应用，简化模型和非结构化网格方法的使用，便于肉眼观察建筑内部结构，进而了解外部环境特征，更加便捷于设计师观察、研究，设计出好的作品。