| 引子 
 
 时至寒冬腊月天,北风凛冽,这种天气在室外待着真难熬啊。没风的时候还能忍受,就怕那强烈的北风忽然出现,瞬间从头到脚都是凉凉的。
 
 机智的你果断撑起羽绒服的帽子,瞬间感觉整个世界都安静了。今天我们用CFD来剖析一下这个现象。
 
 过程
 
 
 1. 建立三维人体模型。一个长方体代表身体,一个椭圆拉伸的曲面代表头部。帽子的厚度约为0.03m。
 
 2. 设置计算范围,可以参考AIJ的相关研究成果。
 左右是5倍高度,迎风是5倍高度,背风是5倍高度,Z轴是5倍高度
 
 
 顶视图 
 
 
 前视图 3. 网格划分。要设置足够小的尺寸来捕捉模型的细节。
 采用几何适应性好的多面体网格,最小尺寸0.01m,最大尺寸为0.5m。
 
 4. 湍流模型选择K-Omega模型。
 5. 风向为北风,10m高度的风速为5m/s。不同高度的风速采用指数函数分布。
 因此设置北侧为inlet,南侧为outlet。
 
 结果首先看一下鼻子高度的风速分布。采用精准的视图定位和同样的标尺以加强对比。风速范围为0-4m/s。
 
 
 无帽子时的头部风速 
 
 另一个评价指标是整个脸部的平均风速,这个指标可以直观反映人的冷风感。
 
 
 无帽子时的头部风速 
 
 
 有帽子时的头部风速 结论
 
 聪明的你,想必已经从这几个图中看到一些端倪。很明显有帽子的时候,风速降低很多。 
 通过数据统计,无帽子时,脸部感受到的风速平均值为2.4m/s。有帽子时,脸部感受到的风速平均值为0.45m/s,挡风效果很明显! 
 这个数据告诉你冬季选个带帽子的羽绒服有多重要 
 
 |