引子

時至寒冬臘月天，北風凜冽，這種天氣在室外待著真難熬啊。沒風的時候還能忍受，就怕那強烈的北風忽然出現，瞬間從頭到腳都是涼涼的。

機智的你果斷撐起羽絨服的帽子，瞬間感覺整個世界都安靜了。今天我們用CFD來剖析一下這個現象。

過程

1. 建立三維人體模型。一個長方體代表身體，一個橢圓拉伸的曲面代表頭部。帽子的厚度約為0.03m。

2. 設置計算范圍，可以參考AIJ的相關研究成果。

左右是5倍高度，迎風是5倍高度，背風是5倍高度，Z軸是5倍高度

頂視圖

前視圖

3. 網格劃分。要設置足夠小的尺寸來捕捉模型的細節。

采用幾何適應性好的多面體網格，最小尺寸0.01m，最大尺寸為0.5m。

4. 湍流模型選擇K-Omega模型。

5. 風向為北風，10m高度的風速為5m/s。不同高度的風速采用指數函數分布。

因此設置北側為inlet，南側為outlet。

結果

首先看一下鼻子高度的風速分布。采用精準的視圖定位和同樣的標尺以加強對比。風速范圍為0-4m/s。

無帽子時的頭部風速

有帽子時的頭部風速

另一個評價指標是整個臉部的平均風速，這個指標可以直觀反映人的冷風感。

無帽子時的頭部風速

有帽子時的頭部風速

結論

聰明的你，想必已經從這幾個圖中看到一些端倪。很明顯有帽子的時候，風速降低很多。

通過數據統計，無帽子時，臉部感受到的風速平均值為2.4m/s。有帽子時，臉部感受到的風速平均值為0.45m/s，擋風效果很明顯！

這個數據告訴你冬季選個帶帽子的羽絨服有多重要！

來源：建筑性能分析與創新設計