建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的模擬研究的開題報(bào)告

建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的模擬研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義作為一種環(huán)保、可持續(xù)的能源來源，風(fēng)能在近年來得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。然而，目前大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝多集中在平坦無阻擋的地面上，很少考慮到建筑環(huán)境下的風(fēng)能利用問題。而每個(gè)城市中都存在大量的建筑物，其中的風(fēng)場狀況、風(fēng)速和風(fēng)向等也會(huì)影響風(fēng)能的利用。因此，建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的模擬研究具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文將通過模擬建筑群多風(fēng)場下風(fēng)能的捕捉情況，確定合適的風(fēng)力機(jī)位置和數(shù)量，為更好的利用建筑環(huán)境中的風(fēng)能提供技術(shù)支持。二、研究內(nèi)容本文將通過以下內(nèi)容來模擬建筑環(huán)境中的風(fēng)能利用：1.建筑群地形和場地準(zhǔn)備：確定建筑群的位置、大小、形狀以及建筑物間距離。2.風(fēng)壓場-建筑物之間的相互作用：根據(jù)建筑群的地形和場地環(huán)境，模擬出風(fēng)壓場和風(fēng)速場。3.風(fēng)力機(jī)位置和數(shù)量的確定：通過模擬風(fēng)電場的形式、位置、大小和風(fēng)能密度分布，確定最佳的風(fēng)力機(jī)組合。4.風(fēng)能利用效率評價(jià)：通過評價(jià)建筑群風(fēng)能捕捉效率、風(fēng)電場的電量輸出和投資回收周期等指標(biāo)，對風(fēng)能利用效率進(jìn)行評價(jià)。三、研究方法本文將采用數(shù)值方法進(jìn)行建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的模擬研究。主要包括建筑物的建模、風(fēng)壓場和風(fēng)速場的計(jì)算、風(fēng)力機(jī)的選擇和風(fēng)能利用效率的評價(jià)等步驟。1.建筑物的建模：將建筑物通過數(shù)字化建模的方式，建立三維建筑物模型，并將其與場地環(huán)境結(jié)合起來。2.風(fēng)壓場和風(fēng)速場的計(jì)算：基于計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法，采用ANSYSFLUENT或OpenFOAM等軟件，模擬風(fēng)場狀況、風(fēng)速和風(fēng)向等參數(shù)的分布情況。3.風(fēng)力機(jī)的選擇：根據(jù)風(fēng)電場的形式、位置、大小和風(fēng)能密度分布，確定最佳的風(fēng)力機(jī)組合。4.風(fēng)能利用效率的評價(jià)：通過評價(jià)建筑群風(fēng)能捕捉效率、風(fēng)電場的電量輸出和投資回收周期等指標(biāo)，對風(fēng)能利用效率進(jìn)行評價(jià)。四、預(yù)期成果1.建立建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的模擬分析模型，包括建筑物模型、風(fēng)壓場和風(fēng)速場模擬模型。2.通過模擬分析，確定建筑環(huán)境中最佳的風(fēng)力機(jī)位置和數(shù)量，為風(fēng)能利用提供技術(shù)支持。3.對建筑環(huán)境中風(fēng)能捕捉效率、風(fēng)電場的電量輸出和投資回收周期等指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，提出優(yōu)化建議。五、研究計(jì)劃本研究計(jì)劃于2021年3月開始，預(yù)計(jì)到2022年3月完成。具體研究內(nèi)容和時(shí)間安排如下：階段一：項(xiàng)目立項(xiàng)與背景調(diào)研（2021年3月-2021年4月）階段二：建筑物建模和場地準(zhǔn)備（2021年5月-2021年6月）階段三：風(fēng)壓場和風(fēng)速場的計(jì)算（2021年7月-2021年9月）階段四：風(fēng)力機(jī)位置和數(shù)量的確定（2021年10月-2021年11月）階段五：風(fēng)能利用效率評價(jià)（2021年12月-2022年2月）階段六：論文撰寫和答辯準(zhǔn)備（2022年3月）六、參考文獻(xiàn)[1]胡贇.建筑環(huán)境中風(fēng)能利用技術(shù)研究[J].福建建筑,2013,33(4):217-218.[2]張文宣.建筑風(fēng)能利用的可行性分析[J].中國能源,2017,39(