大跨復(fù)雜體型建筑物風(fēng)場的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著大跨度、復(fù)雜體型建筑物的大量出現(xiàn)，風(fēng)荷載扮演著越來越重要的角色，開展建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。目前對風(fēng)荷載的研究方法主要有現(xiàn)場實(shí)測、風(fēng)洞試驗(yàn)和理論研究(數(shù)值模擬)?，F(xiàn)場實(shí)測是最直接的方法，但是顯然這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢、費(fèi)人力，而且無法在建筑物建設(shè)之前進(jìn)行，無法對擬建建筑物進(jìn)行風(fēng)環(huán)境預(yù)測，這種方法有一定的局限性；風(fēng)洞試驗(yàn)作為目前研究風(fēng)荷載的最主要和重要的方法也存有很多不足，包括費(fèi)用昂貴、適應(yīng)性不強(qiáng)等等。相比之下利用計(jì)算流體

2、動力學(xué)(ComputationalFluidDynamic，CFI))的原理在計(jì)算機(jī)上模擬建筑物周圍風(fēng)場的方法卻有著諸多的優(yōu)勢。 本文詳細(xì)闡述了鈍體繞流的基本特性及其基礎(chǔ)理論，并推導(dǎo)了CFD數(shù)值模擬理論的基本方程，討論了方程的封閉性問題，以及湍流的模擬等。并以美國德克薩斯技術(shù)大學(xué)(TexasTechUniversity,Tru)所做的全比例尺低矮建筑物原型試驗(yàn)為基礎(chǔ)，總結(jié)出應(yīng)用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)軟件FLUENT對鈍體建筑物

3、繞流風(fēng)場進(jìn)行模擬時(shí)其計(jì)算流域、網(wǎng)格劃分、邊界條件、湍流模型以及計(jì)算參數(shù)等的確定原則及方法。在此基礎(chǔ)上，建立了更為復(fù)雜的武漢體育中心游泳館的模型，編寫了其入口平均風(fēng)速剖面及湍動能和湍流耗散率的程序，對其周圍風(fēng)場進(jìn)行了數(shù)值模擬，把得到的平均風(fēng)壓體型系數(shù)與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)作了對比分析，并詳細(xì)分析了游泳館周圍風(fēng)場的分布，得到的結(jié)論是平均風(fēng)壓體型系數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較接近，具有一定的精度，應(yīng)用計(jì)算流體動力學(xué)的方法能夠?qū)︹g體繞流場進(jìn)行比較準(zhǔn)確的描述，應(yīng)用其預(yù)測