摘 要：與山地、草原以及開闊平原相比，城區(qū)或工業(yè)區(qū)的建設(shè)規(guī)劃和建筑物本身的外形更為復(fù)雜多變，風(fēng)流受到建筑物影響而產(chǎn)生的各種擾動使得風(fēng)流模擬更為復(fù)雜困難，如高層建筑周圍的狹管效應(yīng)以及湍流強(qiáng)度計算等。本文結(jié)合實(shí)際案例，采用計算流體力學(xué)技術(shù)（CFD）對復(fù)雜城區(qū)風(fēng)流場進(jìn)行分析，以期更好地了解其風(fēng)流屬性，為風(fēng)能評估、風(fēng)電機(jī)組選型及選址奠定基礎(chǔ)。
　　 0 引言
　　在以往的大規(guī)模集中式風(fēng)能資源評估項目中，風(fēng)電場建于高山、草甸、戈壁、灘涂、海上及開闊平原，只需要考慮地形以及地貌并進(jìn)行項目建模即可模擬風(fēng)流場，計算風(fēng)能發(fā)電量，對建筑物或者障礙物考慮較少，并且由于距離較遠(yuǎn)，可以通過粗糙度對其進(jìn)行考慮，或者利用部分線性軟件將障礙物通過經(jīng)驗?zāi)Ｐ停瑑H考慮其二維影響。但是，隨著分布式風(fēng)力發(fā)電開發(fā)項目的深入發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組可能距離建筑物較近，此時再將其視為粗糙度或者進(jìn)行簡單的二維影響分析，將與真實(shí)情況相差甚遠(yuǎn)，甚至?xí)霈F(xiàn)誤導(dǎo)的結(jié)果。尤其是當(dāng)建筑物本身并不規(guī)則時，可能出現(xiàn)周圍群體建筑使風(fēng)流場本身變得更為復(fù)雜的情況，這樣就會帶來新的問題，如圖1 所示。城區(qū)建筑物高矮和建筑密度也會使大氣邊界層發(fā)生變化，給風(fēng)流場的模擬帶來全新的挑戰(zhàn)。
　　1 Urbawind求解方程及邊界條件
　　為了更好地考慮復(fù)雜建筑或障礙物及復(fù)雜城區(qū)對風(fēng)流場的影響，借助計算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)可以計算流體的特性。描述流體運(yùn)動的方程是質(zhì)量和動量守恒方程（Navier-Stokes 方程）。三維瞬時 Navier-Stokes 方程的一般形式（笛卡爾張量形式）如下：