基于ANSYS的數(shù)值風(fēng)洞模擬初探.pdf

1、本論文研究的內(nèi)容為中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)院公司研究項(xiàng)目的一部分--復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的確定。論文主要針對(duì)高層及大跨結(jié)構(gòu)周圍的流場(chǎng)分布、結(jié)構(gòu)表面壓力及流固耦合等問(wèn)題進(jìn)行研究。 高層及大跨結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)荷載是比較敏感的，準(zhǔn)確確定結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓對(duì)建筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)有很重要的意義。目前建筑物風(fēng)荷載的確定主要有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、風(fēng)洞試驗(yàn)、理論分析和風(fēng)工程數(shù)值模擬等方法，隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的迅速提升，數(shù)值模擬技術(shù)己成為人們研究的熱點(diǎn)。但利用數(shù)值模擬技

2、術(shù)計(jì)算在大氣邊界層中建筑物的風(fēng)壓分布及響應(yīng)還是有很多的困難。本文主要的研究?jī)?nèi)容為： (1)選取了CAARC標(biāo)準(zhǔn)模型作為研究對(duì)象，對(duì)其建立了模擬風(fēng)洞試驗(yàn)的三維實(shí)際尺度的計(jì)算模型，使用通用有限元軟件ANSYS計(jì)算其在大氣邊界層中的風(fēng)場(chǎng)分布。計(jì)算用的湍流模型是標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型。分別建立剛性模型和彈性模型。根據(jù)對(duì)剛性模型的計(jì)算，得到結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)壓分布情況，并與同濟(jì)大學(xué)所做的風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。分析表明數(shù)值計(jì)算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)基本一致。

3、 (2)選取了“高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”中幾種典型體型的高層建筑，采用上述數(shù)值模擬的方法，計(jì)算了它們的體型系數(shù)，并且與規(guī)范中的數(shù)值進(jìn)行比較，對(duì)工程設(shè)計(jì)提出建議。 (3)在模擬標(biāo)準(zhǔn)彈性模型時(shí)，得到結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)和體型系數(shù)，并與剛性模型的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明了流固耦合作用對(duì)高層及大跨結(jié)構(gòu)有著明顯的影響，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分考慮到。 (4)模擬了呼和浩特白塔機(jī)場(chǎng)新建航站樓的風(fēng)場(chǎng)分布，得到了有代表性的幾個(gè)不同風(fēng)向角時(shí)的風(fēng)壓、風(fēng)