本項目研究思路為：穩態模型→正弦波風速模型→脈動風模型→平均風模型→非穩態風量模型→非穩態風下室內溫度分析。 課題組先從穩態模型入手，對自然通風建筑計算模型進行了理論分析和實驗驗證。 其次，由于階躍變化與正弦變化是研究動態特性時通常輸入的標準信號，因此課題組假定非穩態風為正弦波動風形式，基于通風與蓄熱的基本理論，結合數值分析及數值模擬方法，在正弦波動風速來流條件下對室內溫度場進行模擬和分析，得到了室內溫度衰減系數和延遲時間的變化規律，比較了恒定風與正弦波來流對室內溫度計算結果的差異。 而通過分析自然風特性可知，自然風由平均風和波動風組成，波動風具有隨時間和空間強烈變化的非線性隨機波動特性，它并不能由單一諧波函數來描述。因此，課題組根據諧波疊加法對脈動風速時程進行了模擬，結合風工程學中的風致內壓脈動研究方法，建立了主要脈動通風量模型；就平均風速的概率分布特性，提出了平均風速呈威布爾分布條件下的平均通風量模型。通過脈動通風量模型分析，可發現，脈動通風量與開口面積、房間體積、平均風速、湍流強度成一定函數關系。對隨機平均風速下的平均通風量模型分析可知，若平均風速和最大風速一定，服從威布爾分布的風速時程序列是存在多種情況的，但是各平均風速所占概率相同，總平均通風量是一定的。對于單側開口，總通風量為脈動通風量與平均通風量之和；小開口通風量主要由脈動通風量組成，大開口通風量由平均通風量和脈動通風量組成。通風量模型建立后，利用大渦數值模擬計算結果及其他計算模型結果進行了對比，分析可知本模型更為準確。 最后，對自然風進行了實測，基于實測數據分析了自然風的平均風特性和脈動風特性；采用諧波疊加法得到隨機脈動風速序列，采用雙參數的威布爾分布模型得到隨機平均風速序列；針對單側大開口/雙側大開口自然通風建筑，以脈動風速序列和隨機平均風速序列分別作為遠處來流風速，得到非穩態自然通風建筑室內溫度求解模型，根據該模型，分析了風速以及內外蓄熱體特性、內熱源及開口面積等因素對室內溫度衰減系數和延遲時間的影響。 研究首次提出了風向垂直于風口的非穩態來流下單側開口自然通風建筑通風量計算方法，探討了變風速、開口面積、房間體積及湍流脈動等參數對通風量的影響，并基于該方法，提出了非穩態自然通風室內溫度求解模型，該模型可用于評估實踐工程中的自然通風建筑內部熱環境，指導自然通風建筑蓄熱設計。 2100433B

自然通風是被動式建筑技術中的重要方法，而建筑蓄熱與自然通風建筑室內熱環境緊密相關，自然通風建筑室內溫度由于建筑蓄熱作用相對室外溫度波出現延遲和衰減特征。.實際自然風具有紊態和非穩定性質。本項目擬定在分析自然來流平均風特性與波動風特性基礎上，主要針對雙側/單側開口自然通風模型，研究流動機理，分析主要特征參數，提出在CFD模型中構建非穩態風壓邊界條件的方法；選取合適的湍流模型及邊界條件，提出同時考慮建筑傳熱、蓄熱作用的非穩態自然通風數值模擬模型及計算方法，并經過實驗驗證；通過該模型，對非穩態風壓驅動下雙側/單側開口自然通風建筑進行CFD數值模擬，探討變風速、風向及湍流脈動等參數與建筑蓄熱作用之間的關系，分析非穩態風壓驅動下的自然通風建筑蓄熱特性及不同建筑蓄熱體對室內溫度的影響規律；最后結合數值模擬結果與宏觀分析方法，提出適合于指導工程實踐的非穩態風壓驅動自然通風建筑蓄熱設計與評估模型。

自然通風能兼顧建筑節能與改善室內空氣品質。建筑蓄熱對自然通風與室內空氣流動和熱狀況產生重要影響。本研究擬采用理論分析、數字模擬、CFD仿真與實驗研究相結合的方法，探討建筑蓄熱與自然通風非線形耦合關系，揭示建筑蓄熱對自然通風量和室內溫度波動的影響規律。研究成果將為建筑材料的選取、混合通風系統的合理設計與控制策略的確定打下理論基礎。 2100433B

在礦井通風系統中，由于空氣柱質量不同而產生的壓力差2100433B