基于ANSYS的數(shù)值風洞模擬初探.pdf

1、本論文研究的內容為中國京冶工程技術有限公司設計院公司研究項目的一部分--復雜體型結構風荷載的確定。論文主要針對高層及大跨結構周圍的流場分布、結構表面壓力及流固耦合等問題進行研究。 高層及大跨結構對風荷載是比較敏感的，準確確定結構表面的風壓對建筑物的抗風設計有很重要的意義。目前建筑物風荷載的確定主要有現(xiàn)場實測、風洞試驗、理論分析和風工程數(shù)值模擬等方法，隨著計算機硬件技術的迅速提升，數(shù)值模擬技術己成為人們研究的熱點。但利用數(shù)值模擬技

2、術計算在大氣邊界層中建筑物的風壓分布及響應還是有很多的困難。本文主要的研究內容為： (1)選取了CAARC標準模型作為研究對象，對其建立了模擬風洞試驗的三維實際尺度的計算模型，使用通用有限元軟件ANSYS計算其在大氣邊界層中的風場分布。計算用的湍流模型是標準k-ε模型。分別建立剛性模型和彈性模型。根據對剛性模型的計算，得到結構表面的風壓分布情況，并與同濟大學所做的風洞試驗結果進行比較。分析表明數(shù)值計算結果與風洞試驗基本一致。

3、 (2)選取了“高層民用建筑鋼結構技術規(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，計算了它們的體型系數(shù)，并且與規(guī)范中的數(shù)值進行比較，對工程設計提出建議。 (3)在模擬標準彈性模型時，得到結構的風振系數(shù)和體型系數(shù)，并與剛性模型的結果進行對比，說明了流固耦合作用對高層及大跨結構有著明顯的影響，在設計中應該充分考慮到。 (4)模擬了呼和浩特白塔機場新建航站樓的風場分布，得到了有代表性的幾個不同風向角時的風壓、風