章再展
佳木斯大学建筑工程学院 黑龙江省佳木斯市 154007
【摘要】：流体力学属于土木工程主要学科，创建创业团队参与到建筑物工程设计中，在施工和维护时具有重要作用。在公用民用建筑中，高层建筑卫生间排水系统渗流、防风荷载和道路桥梁、铁路桥梁、地基稳定施工等工程，都和流体力学具有密切关系。掌握流体力学此学科，在施工作业工程时间方面能够降低成本，并且降低材料物质等成本。以此，本文分析流体力学在建筑学中的使用进行分析。
【关键词】：流体力学；建筑学；土木工程
流体力学为力学分支，是指通过材料、设备开展的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动，还是与人类相关的生产服务、科研等工程设施活动，比如运输管道、房屋、道路、铁路等。土木建筑物建筑环境会存在地表、地下流水的影响，对高层建筑物会有所影响。在建筑设计过程中，要充分考虑流体对于施工影响。在建成之后，还要避免流体长期作用对建筑物的负面影响。所以，就要学习流体力学知识，从而对流体形成正确、客观的认知。
1工程案例
原建筑消防设计无法使我国防火规范需求得到满足，所以当地消防局联合研究院设计火灾模拟，对排烟系统进行设计。此建筑属于钢筋混凝土结构，面积为两万多平米，为19层建筑，属于塔式核心桶式，建筑主体高度为60.6m。将疏散楼梯设置到南北建筑中，合用前室设置到南楼梯中，疏散楼梯间设置到北楼梯中。将消防机械加压设施设置到南北楼梯间中， 保证火灾烟气无法侵袭到楼梯间和前室。在工字型走道中设计外窗排烟装置，因为设计变更导致自身排演通道失效。另外，此建筑中单位职工通过主要人员构成，所以比较固定，建筑人员只需要掌握首层建筑的布局和疏散通道，就能够进行疏散。
2流体力学在工程中的应用
2.1在建筑设计中的使用
本文项目为工业常见建筑，针对低层建筑来说，地下水为常见结构影响源，会影响到地基基础。将流体力学应用到设计过程中，如果创业团队不了解建筑地点地下基地中水文情况，地下水就会渗流到建筑物中，破坏周围土体稳定性，以此对地基稳定性造成影响。针对此严重影响到建筑物寿命和人身安全的流动性导致的问题，能够利用水力学知识进行正确指导。
参与建筑层数比较高，能够节约土地成本，使用空间比较大，但是也会增加设计施工的问题，因为地表和附近物体降低了气体流动阻碍，气体流动速度比较大。建筑会出现侧向变形的问题，如果风比较大还会导致振动出现。根据风压高度的变化系数、风荷载体形系数、风振系数分析，表示此与地风大小具有密切关系。创业团队对参与到设计公民建筑还包括水景景观供暖和暖气水管网供水方面，利用流体力学科学计算，在具体实施过程之中可能会出现的问题提出针对性的依据。
2.2在消防设计中的应用
在现代建筑不断发展的过程中，之前为了对建筑安全保证，制订了针对性的消防规范，但是在建筑设计自由度方面存在多种问题。通过20世纪80年代到目前，各国家都尤为重视消防设计管理体制，还设计了性能化体系。性能化体系也就是表现性设计，以各建筑设计和火灾原理模拟建筑防灾能力，消防设计利用各系统分支发展到总体集成方向。在火灾模拟时主要分支为火灾烟气扩散模拟，以计算流体力学实现，还是性能化设计重点。随着计算机技术的发展，建筑消防设计中的计算流体力学尤为重要。
2.3在暖通工程中的使用
在通风空调系统设计中，气流组织设计为重点，能够有效节约能耗。
变风量系统侧的送风结构详见图1，由于变风量系统的下风送风速度小，会导致侧送风存在冷风下坠问题，利用STACHA-3对比夏季半负荷时不同气流组织的工况，详见表2。利用对比可以看出来，工况1存在冷风下坠问题，导致出现吹风感，实现风口出风方向斜上能够使室内气流组织得到改善，并且温度、速度的分布合理，利用夏季半负荷工况的气流组织方案实现。无法利用传统射流理论分析，在冬天通过STACH-3对比不同方案，从而得到合理的气流组织型式。以此可以看出来，流体力学在室内环境气流组织设计中具有一定优势。
图1 变风量系统侧送风结构
表2 模拟对比工况
工况号 送风速度/方向 m/s 送风温度/℃ 送回风温差/℃ 室内负荷W/m3
1 0.93/水平 17 6 6.5
2 1.2/斜上45° 17 6 6.5
暖通空调工程领域主要问题包括设备内流通和传热，以流体力学分析风机、冷藏柜、蓄冰槽等建筑设备。色调越冷，说明温度越低。槽内温度具有明显的分层，没有掺混，具有良好蓄热效果。使设备中动态蓄热与取热过程模拟结果通过动画进行表示，能够直观掌握其性能。
2.4其他领域
流体力学也被广泛应用到其他领域，关系着人民生活、四化建设。比如，研究海洋和大气运动，分析厄尔尼诺显现场，实现海情和天气的预报，与此服务于国防、农业和渔业。研究各种空间飞行物体，比如船舰、潜艇、渔雷等，对水、空气的动力性能进行研究，得到稳定性高、阻力小的最佳物体外形；研究各个流体运动的规律，寻找降低阻力的方法，得到高安全性、小耗能的工程设计。其次，此运动提速、地下水使用、油田气田的开发等都和流体力学具有密切关系。尤其是近几十年来，流体力学结合其他相关科学，有效渗透到流体力学在国民经济与社会生产各领域中。
3结束语
流体力学属于重要学科，尤其是在工学领域中，对于土木工程创业团队参与到设计水利、建筑、桥道、港口等方面具有重要作用。在科技不断发展中，流体力学也被广泛应用到工业生产、工程建设中。所以，工程类专业开设流体力学此课程尤为重要。
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