采用任意六面体同位网格系统对控制方程进行离散，显式修正了网格非正交性和两相邻网格的错位，构建了与网格系统相适应的SIMPLE算法，并编制通用的建筑间风致干扰的数值模拟程序WSB。应用WSB和任意六面体同位网格系统，对中国沿海地区典型的低层双坡建筑物与上风不同体型建筑物之间的风致干扰进行数值模拟和分析。结果表明：任意六面体同位网格系统的生成、控制方程的离散、SIMPLE算法的实现以及程序WSB正确且有效；上风建筑对抗风起着积极的作用：上风建筑及其体型的不同对低层双坡屋面建筑坡面风压大小和分布形态影响显著。
### 任意六面体网格系统的建筑风致干扰数值模拟
#### 一、研究背景与目的
随着城市化进程的加速，高层及超高层建筑的数量日益增多，建筑物间的风环境问题成为了一个不可忽视的因素。特别是在中国沿海地区，由于台风等极端天气的影响，建筑物之间的风致干扰现象尤为突出。因此，研究建筑物间的风致干扰对于提高建筑结构的安全性和舒适性具有重要意义。
#### 二、方法论
本研究采用了一种新的模型来模拟建筑物周围的风致干扰现象。该模型基于任意六面体同位网格系统（Arbitrary Collocated Hexahedron Grids），利用有限体积法对控制方程进行了离散化处理。为了提高计算精度，还对网格非正交性和相邻网格之间的错位进行了显式的修正。
具体来说，该模型的构建步骤包括：
1. **网格生成**：需要生成一个由任意六面体组成的网格系统。这种网格系统能够更灵活地适应复杂建筑结构的特点。
2. **控制方程离散**：然后，利用有限体积法对流体力学的基本控制方程（如连续性方程、动量方程等）进行离散化处理。这样可以将复杂的微分方程转化为一系列代数方程，便于计算机求解。
3. **网格非正交性和错位修正**：为了解决因网格非正交性和相邻网格错位导致的计算误差，模型中采用了显式的修正方法，以确保计算结果的准确性。
4. **SIMPLE算法实现**：在网格系统的基础上，构建了一个与网格系统相适应的SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations）算法。SIMPLE算法是一种常用于解决压力-速度耦合问题的迭代方法，能够有效地处理流体动力学中的复杂问题。
#### 三、数值模拟程序WSB的开发
基于以上方法，研究人员开发了一款名为“WSB”（Wind Simulation around Buildings）的通用数值模拟程序。该程序能够模拟不同建筑物之间的风致干扰现象，并能够准确地预测流场变化和风压分布情况。
#### 四、实验案例分析
本研究选择了中国沿海地区的典型低层双坡建筑物作为研究对象，并通过改变上风向建筑物的类型来进行实验分析。实验结果表明：
- 任意六面体同位网格系统的生成、控制方程的离散、SIMPLE算法的实现以及程序WSB均表现出了良好的性能，证明了所提出的方法是正确有效的。
- 上风向建筑物对抗风起到了积极的作用，不同类型的上风建筑物能够显著影响下风建筑物坡面的风压大小和分布形态。
#### 五、结论与展望
通过对任意六面体同位网格系统的研究及其在建筑风致干扰数值模拟中的应用，本文提供了一种有效的工具来分析和评估建筑物间的风环境问题。这种方法不仅适用于理论研究，还可以应用于实际工程设计中，帮助工程师们更好地理解和解决高层建筑之间的风致干扰问题，从而提升建筑设计的安全性和经济性。未来的研究可以进一步探索不同气候条件下的风致干扰现象，并尝试将该方法应用于更加复杂的建筑群体环境中。
