计算流体力学实例计算流体力学实例

计算流体力学(CFD)

使用先进的模型驱动可持续设计

使用先进的模型驱动可持续设计

从大坝到数据中心、高层建筑、体育馆和近海建筑,再到整个总体规划,我们都在使用CFD来指导设计,使其在我们日益变暖的世界中具有可持续性和弹性。

气候变化为设计师创造了新的需求。它们创建的结构需要在建设净零未来中发挥作用,但也必须能够适应日益极端的条件。我们模拟了设计和环境之间的相互作用,以提高热舒适、空气质量和建筑系统的能源效率,以及减少湿度、太阳辐射和风的影响。

有价值的见解

尽管我们使用的CFD工具功能强大、精度高,但它们仍然只是工具。我们的流体动力学家都是训练有素的工程师,并将这种工程洞察力和经验带到我们的建模中。我们与与我们一起工作的建筑师、水力学专家和façade设计师有着共同的语言。我们对复杂建筑环境的理解与我们挖掘、分析和预测气候数据的能力相匹配。正是这种组合使我们能够识别和建模控制新结构的性能和体验的许多变量。

我们如何加热、冷却和通风我们的空间、场所和结构对环境有巨大的影响。据预测,到2050年,仅空调就会产生20亿吨二氧化碳*。我们的流体动力学家正在帮助塑造凉爽、宜居的空间,而不是依赖被动通风。准确地建模和利用风流不仅有助于消除碳成本高昂的空调。它还创造了一个更健康的环境。

干旱季节延长、气温升高、海平面上升以及气候变化导致的极端降雨事件更加频繁,也给我们的水利基础设施带来了压力。蓄洪和供水水库、海岸防御设施、河流泵站和排水隧道都受到影响。我们正在使用CFD模型来评估现有水和废水基础设施的安全性和弹性,并为新基础设施的设计提供信息,使其能够抵御这些新威胁。

*国际能源署:到2050年,空调将占全球用电量的13%,产生20亿吨二氧化碳。

特色项目

卡塔尔教育城市体育场的被动通风系统

我们习惯于从事具有挑战性的、不同寻常的项目,从而拓展CFD的能力。我们在卡塔尔教育城市体育场的解决方案对于一个在如此炎热的气候下的体育场来说是令人惊讶的:它是开放的。通风的双层屋顶既能保护球员和观众免受阳光和热风的伤害,也能将保持凉爽舒适环境所需的能量降至最低。

了解更多有关我们的工作

为数据中心设计弹性

超级计算正在改变我们模拟的规模、速度和准确性。通过使用云计算和自动化,我们可以为数百个场景建模,捕捉不同的气候条件和设计选项,以建立风险的统计剖面。快速建模多个场景不仅保持了设计过程的势头。它使我们成为它不可或缺的一部分。我们为建筑师和设计师提供“实时”反馈,以探索和评估各种选择。这一切的细节和现实程度在十年前是无法想象的。

我们正在利用增加的计算能力来保护使云计算成为可能的数据中心,使它们更节能、更有弹性。从爱尔兰到印度,在不同的气候条件下,我们的模型正在塑造数据中心的几何形状,利用自然气流,并提出更好的布局,以创建更少能源密集型的冷却系统。

更大的精度,验证了

通过我们自己的研究和与学术界的合作,我们正在不断发展我们的能力和我们使用的建模工具。解决新的问题和应用。为空气和水与建筑环境相互作用的方式提供更细致的见解。但即使是最复杂的建模工具也需要验证。我们将我们的工具与实际测量的数据进行基准对比,以验证他们的预测,并保证他们对结果的信心。

特色项目

钻石:一个正在进行的实验

在我们与谢菲尔德大学的学者合作的钻石建筑中,结构本身已经成为一个正在进行的实验,验证了我们用来设计被动通风系统的模型。“钻石”的57个温度和二氧化碳传感器使它成为一个“生活实验室”,在这里,我们和谢菲尔德大学的工程专业学生可以根据我们的预测实时监测建筑的性能。由于该大学的目标是减少43%的碳排放,它向学生展示了CFD如何为自然通风、舒适和可持续的建筑设计提供信息。

了解更多有关我们的工作

整体规划小气候

除了个别的建筑和结构,我们还对整个城市景观的体验提出了质疑和建议。例如,在阿曼,我们将我们对气候和建筑环境的理解转化为Madinat al Irfan的工程微气候,这是一个新的城市区域,位于拥挤的马斯喀特城外。

利用CFD和基于主体建模,我们为居民设计了更凉爽、更舒适的旅行,因为他们旅行到新的市中心地区和周围。通过多物理模拟来模拟风和太阳效应——长波和短波辐射——我们结合了体量、街道布局、树木和水景,创造了一个适宜居住的小气候,使居民免受炎热多风的当地气候的影响。

特色项目

一个新的低碳城区的40年计划

极端气候是CFD所能提供的测试。伊尔凡是阿曼马斯喀特的一个新的低碳城市附属建筑,我们的模型是“总体规划”,在这个夏季气温经常超过45摄氏度的地区,创造一个凉爽、舒适的小气候。

了解更多有关我们的工作

从总体规划到单个建筑和水力基础设施,我们正在帮助塑造舒适、高效和适应新气候压力的环境:在我们迈向净零未来的共同旅程中发挥作用的结构。


与我们的专家交谈

中央电视台大楼外景(c)复兴建筑摄影 中央电视台大楼外景(c)复兴建筑摄影