什麼是流體動力學分析?

CFD是Computational Fluid Dynamics的簡稱,亦即流體動力學分析之意,他常被用來模擬氣流、水流、熱流之行為,在航空、機械、造船、氣象上應用甚廣。在建築物理上,CFD是一種強有力的通風模擬工具,尤其在計算機功能快速發展下更成為受歡迎的通風評估技術。它是建立於一些流動基本數學模型(質量守恆、動量守恆、能量守恆等原則)下的數值模擬方法,能以最經濟有效的方式將風場視覺化,以便事先預測通風效果,甚至用此模擬來修正風場環境設計,已達到最佳的通設計。

建築通風行為是最複雜又高深的學問,簡單的通風原理雖然與一般人的簡單經驗法則沒兩樣,但複雜的通風環境卻連專家也很難預測。雖然CFD可幫助通風設計,但它究竟是一種建立在諸多假設條件下的數學模擬,其模擬結果的信賴度有賴於對風場行為的真正專業能力與累積經驗,假如在CFD操作中有偏差的假設與不成熟的判斷,均可能產生一些南轅北轍的結果。為了防止CFD模擬的偏差,有時還須以縮尺模擬在風洞、煙流或水桌實驗來印證其準確性。例如,「綠色魔法學校」的通風塔設計除了CFD模擬之外,還做了模型實驗與現場完工後的實測比對分析才能安心。