考慮流固耦合效應(yīng)的某超高層建筑風(fēng)場模擬及響應(yīng).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代建筑不斷向著更高、更大跨度和更不規(guī)則的方向發(fā)展。這些不斷涌現(xiàn)的超高層、超大跨度和極不規(guī)則的建筑大多屬于對風(fēng)荷載敏感的建筑，和風(fēng)場的流固耦合效應(yīng)十分明顯。深入的系統(tǒng)研究建筑與風(fēng)場的流固耦合效應(yīng)，具有重要的學(xué)術(shù)價值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文以某超高層住宅為研究對象，在有限元軟件平臺下，分別建立剛性模型的數(shù)值風(fēng)洞和氣彈模型的數(shù)值風(fēng)洞，對比分析兩種模型的模擬結(jié)果，總結(jié)雙向流固耦合效應(yīng)對建筑周圍風(fēng)場分布的影響，

2、并簡單的分析了結(jié)構(gòu)順風(fēng)向的風(fēng)振響應(yīng)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下。
　?。?）在廣泛查閱國內(nèi)外重要文獻(xiàn)和書籍的基礎(chǔ)上，提出本文研究題目的背景和意義，總結(jié)數(shù)值模擬和流固耦合理論的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。
　?。?）總結(jié)本文相關(guān)的結(jié)構(gòu)風(fēng)工程和數(shù)值模擬的理論知識。
　?。?）建立實際結(jié)構(gòu)的有限元模型并進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的一階振型和頻率；建立簡化的等效模型，作為流固耦合模擬時使用的氣彈模型；建立剛性模型的數(shù)值風(fēng)洞；在ANSY

3、S14.0 Workbench中使用Fluent+Transient Structural+System Coupling的方法建立雙向耦合的數(shù)值風(fēng)洞。
　?。?）對比分析兩種模型求解的建筑周圍的風(fēng)場，并簡單的分析結(jié)構(gòu)順風(fēng)向的風(fēng)振響應(yīng)。得出的主要結(jié)論有：①在ANSYS14.0 Workbench平臺下使用Fluent+Transient Structural+System Coupling進(jìn)行雙向流固耦合計算是可行的；②考慮流固耦

4、合效應(yīng)后，求解的建筑周圍風(fēng)場分布的基本規(guī)律是不變的；③考慮流固耦合效應(yīng)后，建筑周圍局部風(fēng)場的分布會有所不同，特別是建筑頂面和背面的局部風(fēng)壓分布相差較大，說明高層建筑CFD（Computational Fluid Dynamics）計算時考慮流固耦合效應(yīng)是很有必要的；④本工程的風(fēng)荷載體型系數(shù)按照規(guī)范的規(guī)定取值是合適的，且由于風(fēng)荷載體型系數(shù)是經(jīng)過平均化處理的變量等原因，本工程是否考慮流固耦合效應(yīng)模擬得到的體型系數(shù)差別不大；⑤建筑的迎風(fēng)面和背