復(fù)雜高層建筑表面風(fēng)壓的數(shù)值模擬研究.pdf

1、現(xiàn)代高層建筑大量涌現(xiàn)，而且外形獨(dú)特，截面形式變化各異，正朝著更高，更柔的方向發(fā)展。由于高層建筑的特殊性，結(jié)構(gòu)對風(fēng)荷載的作用敏感，風(fēng)荷載成為其建筑設(shè)計的主要荷載之一，某種情況下甚至成為控制荷載。因此確定建筑物表面風(fēng)壓的情況，進(jìn)而研究風(fēng)對結(jié)構(gòu)的作用是十分必要的。
　　 本文基于CFD技術(shù)軟件Fluent6.2.16對對稱雙塔建筑、立面不規(guī)則等三個復(fù)雜高層建筑的表面風(fēng)壓進(jìn)行了數(shù)值模擬。主要進(jìn)行了以下幾個方面的工作：
　　 首先

2、闡述了國內(nèi)外計算風(fēng)工程的研究現(xiàn)狀和本文的主要研究內(nèi)容，綜述了風(fēng)對結(jié)構(gòu)的作用和結(jié)構(gòu)靜力等效風(fēng)荷載的基本知識。
　　 然后對CFD數(shù)值模擬的基本理論和思路進(jìn)行了簡要介紹：包括結(jié)構(gòu)風(fēng)壓分布模擬的控制方程的建立和離散、流場的數(shù)值解法、湍流模擬方法的分類和湍流數(shù)值模擬時近壁區(qū)的處理方式、以及模擬時的網(wǎng)格生成技術(shù)。
　　 最后對三個復(fù)雜高層建筑進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究雙塔建筑的干擾特性和立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的的表面風(fēng)壓分布。建立幾何模型時，設(shè)

3、置合理的計算流域大小，劃分非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格；計算時，采用指數(shù)律風(fēng)速剖面模擬來流情況，選取RNGk-ε湍流模型配合標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，壓力速度耦合采用SIMPLEC算法，對流項的離散采用二階迎風(fēng)格式。本文模擬了不同風(fēng)向角作用下建筑表面風(fēng)壓，共24個工況。分析了建筑表面風(fēng)壓系數(shù)Cp隨風(fēng)向角的變化以及隨高度的變化規(guī)律，并與風(fēng)洞試驗結(jié)果進(jìn)行比較，二者吻合良好。并得出結(jié)論：雙塔建筑左塔樓位于來流風(fēng)前端時，右塔樓對左塔樓各表面風(fēng)壓的影響不大。但在較小風(fēng)向角時，