典型低矮建筑結(jié)構(gòu)的風壓和風效應(yīng)的模擬與分析.pdf

1、隨著計算機軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展,基于計算流體動力學(CFD)的數(shù)值模擬技術(shù)因其顯著的優(yōu)勢,展現(xiàn)出良好的前景,在風工程領(lǐng)域的研究中引起了越來越多的關(guān)注。本文的研究工作依托商業(yè)CFD軟件,進行結(jié)構(gòu)風場數(shù)值模擬。
　　本文闡述了風工程,流固耦合問題,數(shù)值模擬方法的研究現(xiàn)狀;介紹了大氣邊界層內(nèi)平均風速剖面、湍流風剖面、湍流積分尺度等基本特征。闡述了流體動力學基本控制方程,求解Navier-Stokes方程的方法,包括直接數(shù)值模擬法(DNS

2、)、大渦模擬(LES)和雷諾平均方法(RANS),其中雷諾平均Navier-Stokes方法是工程中最為常用的求解方法。由于RANS方程是不封閉的,必須引入湍流模型才能進行求解。本章介紹了求解RANS方程常用的幾種湍流模型及相關(guān)參數(shù),并詳細說明了這些湍流模型的優(yōu)缺點以及適用條件。
　　本文基于Fluent軟件平臺,選用基于Reynolds平均法的RNG k-ε湍流模型,對低矮帶檐口的曲面雙坡屋面房屋周圍風場和表面風壓開展數(shù)值模擬,

3、研究了屋面坡度、房屋高度、跨度、長度和房屋檐口類型等各種參數(shù)對曲面雙坡屋面風壓系數(shù)及各表面體型系數(shù)的影響。研究表明,曲面雙坡屋面風壓受房屋幾何尺寸影響不明顯,而受屋面坡度、房屋檐口類型影響明顯,且與來風風向角密切相關(guān)。屋面風壓隨房屋高跨比的增大而增大;隨屋面坡度增大,迎風面風壓絕對值漸小,而背風面則增大。豎向和水平檐口顯著影響曲坡屋面的風壓大小和分布。
　　基于ADINA軟件,對常見的八角傘型柔性膜結(jié)構(gòu)屋蓋的風致動力響應(yīng)進行數(shù)值模