这篇文档是由N. P. Gao和J. L. Niu撰写的综述论文，题为《CFD Study of the Thermal Environment around a Human Body: A Review》，发表在《Indoor and Built Environment》期刊的2005年第14卷第1期。两位作者均来自香港理工大学建筑服务工程系。论文的主题是围绕人体周围热环境的计算流体动力学（CFD）模拟研究，特别是针对计算热人体模型（Computational Thermal Manikins, CTMs）的应用进行了全面回顾。

首先，论文介绍了CFD技术在人体热环境研究中的重要性。传统的实验方法虽然能够提供关于气流速度、温度和污染物浓度的有用信息，但在某些细节方面存在局限性，例如人体周围的气流场、辐射与对流热传递的比例等。CFD技术通过模拟人体周围的微气候，能够提供这些难以通过实验获取的详细信息。论文的主要目的是总结和讨论CTMs在CFD研究中的应用，特别是几何复杂性、湍流模型选择、网格生成和边界条件等关键问题。

其次，论文详细讨论了CTMs的几何复杂性。CTMs的几何形状、尺寸和姿势对其模拟结果的准确性有重要影响。早期的研究使用简单的二维几何模型，后来逐渐发展为更复杂的三维模型，甚至通过激光扫描技术获取人体几何细节。论文指出，简单的几何模型虽然计算资源需求较少，但更接近真实人体的几何模型能够提供更准确的局部结果。例如，Topp等人的研究表明，复杂的几何模型在模拟人体周围的局部气流和热传递时表现更好，尤其是在研究热羽流（thermal plume）和吸入空气质量时。

第三，论文探讨了湍流模型的选择。在模拟人体周围的气流时，常用的湍流模型包括RNG k-ε模型和低雷诺数k-ε模型。由于人体周围的气流通常是由浮力驱动的混合对流或自然对流，湍流模型的选择对模拟结果的准确性至关重要。论文指出，低雷诺数k-ε模型在预测人体热损失时表现更好，而标准k-ε模型和RNG k-ε模型则更适合于气流场的模拟。然而，现有的湍流模型在处理复杂的流动模式（如喷射流、浮力驱动流、层流和势流）时仍存在局限性。

第四，论文分析了网格生成的重要性。由于人体几何形状极其复杂，网格生成在CFD模拟中占据了大量时间和计算资源。论文指出，网格的质量直接影响模拟结果的准确性。对于复杂的几何形状，通常使用体拟合坐标（body-fitted coordinates）或非结构化网格（unstructured grids）来离散化计算域。论文还提到，使用激光扫描技术获取的CTMs模型通常包含数十万个表面元素，这增加了网格生成的复杂性。

第五，论文讨论了边界条件的设置。在CFD模拟中，人体的边界条件通常通过固定表面温度或固定表面热通量来描述。论文指出，人体的热交换与环境密切相关，特别是在考虑呼吸过程时，吸入和呼出气流的变化对局部气流场和热传递有显著影响。论文还提到，未来的研究可以考虑将人体的热调节模型与CFD模拟相结合，以更准确地预测局部热舒适性。

第六，论文总结了不同研究在气流场、辐射热传递、对流热传递和污染物分布方面的模拟结果。研究表明，人体周围的自然对流热传递系数在不同部位存在显著差异，例如脚部和手部的对流热传递系数较高，而背部的对流热传递系数较低。此外，人体周围的污染物分布对吸入空气质量有重要影响，特别是在个性化通风系统中，面部几何特征的细节对气流场和污染物分布的影响尤为显著。

最后，论文提出了未来研究的展望。未来的CTMs模拟可以进一步结合人体的热调节模型，以更全面地分析人体与环境之间的热交换和空气质量。此外，模拟瞬态呼吸过程（包括吸气和呼气）将有助于更准确地评估个性化通风系统的性能。

这篇综述论文的意义在于，它为CFD技术在人体热环境研究中的应用提供了系统的回顾和总结，指出了当前研究的局限性和未来发展的方向。通过总结不同研究的方法和结果，论文为相关领域的研究者提供了有价值的参考，并为未来的研究提供了重要的指导。