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随着城市化进程的推进,使得建筑环境中的风资源变得丰富,具备了风力发电的条件。因此,提出利用建筑环境中的风能进行发电的思路,其所产生的电能可直接用于建筑物自身,符合绿色建筑的新兴理念。 风力发电机的屋顶微观选址将直接影响建筑环境的风能利用效能,评价风力发电机安装位置的优劣需主要考虑风速大小和湍流强度高低两个指标。因此,在确定风力发电机的安装之前,需对建筑物屋顶的风资源分布特征进行分析,进而确定风速大、湍流强度低的点作为风力发电机的安装位置。本文基于CFD软件,针对建筑物进行数值模拟分析,主要研究内容如下: 1)针对单风向单体建筑进行建模,结合风速增大系数和湍流强度两个指标分析屋顶风资源分布特征,并系统地分析了其影响因素,指出单风向的情况建筑物屋顶风力发电机安装的最佳位置。 2)基于“夹道效应”提出了两种屋顶风能利用效能优化方法:通过架设集风通道优化建筑屋顶结构;优化建筑间的布局。经分析研究,两种优化方法都可以提高建筑屋顶所安装风机的效能。 3)针对多风向情况下建筑物屋顶风能利用效能进行数值模拟研究,并确定风机最佳安装位置。以三种屋顶形式的建筑群为模型,对其多风向屋顶风资源分布特征进行分析;并选取三个备选安装点,比较其各风向时的风能密度。得出结论:平屋顶最适合安装风力发电机;平屋顶的三个备选安装点中,屋顶中心最适合安装风力发电机。