大跨空間屋蓋的風(fēng)壓分布及繞流特性研究.pdf

1、大跨度空間結(jié)構(gòu)以其大空間、多功能、內(nèi)部布置靈活等突出優(yōu)勢(shì),已在建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用.然而這些結(jié)構(gòu)往往阻尼小且自重輕,對(duì)風(fēng)荷載的作用非常敏感,因而正確確定此類結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載,便成了進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在風(fēng)工程中的應(yīng)用為風(fēng)荷載研究提供了一個(gè)新的、有別于風(fēng)洞試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的研究手段,具有設(shè)計(jì)周期短、實(shí)驗(yàn)費(fèi)用低、承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)小等突出優(yōu)勢(shì),有著十分廣闊的發(fā)展前景.該方法是應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上模

2、擬建筑結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)的變化,并求解結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的一種結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究方法.需要指出的是,目前CFD技術(shù)的應(yīng)用仍處于起步階段,雖然不少研究人員已初步驗(yàn)證了CFD技術(shù),包括FLUENT軟件在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中的可行性和準(zhǔn)確性,但由于當(dāng)前此研究領(lǐng)域仍存在許多暫時(shí)難以解決和深入了解的問(wèn)題,所以CFD技術(shù)的研究在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里,仍將處于不斷探索和深化的階段.本文就是采用CFD數(shù)值模擬技術(shù),利用CFD商業(yè)軟件Fluent對(duì)大跨結(jié)構(gòu)剛性屋蓋的風(fēng)壓分布

3、及結(jié)構(gòu)繞流特性進(jìn)行了研究.首先,在較充分了解計(jì)算流體力學(xué)CFD技術(shù)及大量相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上,確定了Fluent軟件中適用于鈍體繞流研究的一系列關(guān)鍵參數(shù),如湍流模擬方法的選取,網(wǎng)格劃分方法,入口邊界條件的設(shè)定等.然后,研究了球面、柱面及鞍形等三種常見(jiàn)的曲面屋蓋,分析了模型的矢跨比、長(zhǎng)寬比、來(lái)流風(fēng)向角等參數(shù)在常用范圍內(nèi)變化時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)屋蓋表面的風(fēng)壓分布及繞流特性的影響.同時(shí),通過(guò)將本文計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)行風(fēng)荷載規(guī)范的對(duì)比分析,指出了規(guī)范中存在的問(wèn)