论文部分内容阅读
随着智慧城市的发展,要求三维建筑物应具有完善的空间分析功能,而目前主要的三维建筑物模型,如X3D、KML、BIM/IFC、CityGML,不能够直接支持室内特定的模型模拟分析功能。另一方面,随着人们对室内环境的要求越来越高,更多的人关注室内空气品质问题,而室内空气流动的状态是影响室内空气品质的首要因素,但目前3DGIS空间分析方法缺乏建筑物室内空气流动模拟的功能。为了进一步提高三维GIS室内模型分析能力,扩展3DGIS空间分析的应用领域,推动智慧城市的发展。本文展开了三维建筑物室内空气流动模型模拟研究,针对完善三维建筑物室内模型分析功能以及扩展三维3DGIS空间分析方法的需求,在三维建筑物室内空气流动模拟概念模型研究的基础上,研究了室内空气流动模型数值求解方法,取得的研究成果如下：(1)分析CityGML建筑物空间要素的语义—几何模型,在此基础上,提出室内空气流动模拟概念模型,并借鉴CityGML几何模型和外部编码表思想,制定室内空气流动模拟概念模型的空间结构数据和属性信息的组织方式,提出了基于三维建筑物CityGML数据描述的室内空气流动模拟概念模型的构建方法。通过实例证明本文所研究的室内空气流动模拟概念模型满足室内三维要素对象模型构建的需求。(2)针对室内空气流动标准k-epsilon数学模型及其三维非稳态问题,结合PISO算法,构建空气动力学数学模型的自定义求解器；以室内空气流动模拟概念模型为基础,结合六面体网格离散方--映射法,离散三维模拟空间,并定义模型的边界及其边界的初始条件,配置自定义模型求解器的数值化方案、求解过程控制方案,求解室内空气流动模型。通过案例证明自定义模型求解器能够满足室内空气流动模型数值模拟计算的需求,且具有良好的计算精度,满足三维建筑物室内空气流动模型模拟分析的需求,可进一步完善三维建筑物空间分析功能。