首都博物館建筑空氣動力學計算

1、北京大學碩士畢業(yè)論文1首都博物館建筑空氣動力學首都博物館建筑空氣動力學計算計算計算機處理風工程問題正朝著“價格便宜量又足”的方向發(fā)展。如今的計算水平已經(jīng)能夠解決相當一部分建筑空氣動力學問題。尤其是在西方發(fā)達國界，計算流體力學的方法解決建筑空氣動力學已經(jīng)得到工程界的認可，已經(jīng)有了相應(yīng)的行業(yè)標準。在這些國家當中，應(yīng)用計算的手段研究建筑中的問題已占相當大比例，而在我國建筑業(yè)還滯留在傳統(tǒng)的模式當中，接受計算流體力學建筑設(shè)計的單位幾乎空缺。要我國

2、的建筑設(shè)計單位了解，認可計算流體力學解決建筑空氣動力學問題這種方法對國民經(jīng)濟建設(shè)是很重要的。這樣的工作需要從事流體實驗和計算的流體力學工作者的共同努力才可能。北大力學系計算流體力學組配合空氣動力學試驗是應(yīng)用CFD軟件完成首都博物館的建筑空氣動力學計算。1.1.1問題的背景問題的背景首都博物館結(jié)構(gòu)造型新穎，美觀。但是其結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要載荷——風載荷卻無法從理論和經(jīng)驗獲得，在現(xiàn)行的規(guī)范中也難以查到。為此需要進行專門的風洞試驗或者計算，以獲得風

3、荷載，為抗風設(shè)計提供重要依據(jù)。圖42首都博物館效果圖首都博物館效果圖1.1.2求解的過程求解的過程1.1.2.1幾何建模幾何建模據(jù)建筑制圖或者結(jié)合CAD資料進行建筑物（這里包含周邊環(huán)境）的三維幾何建模（使用Gambit作為生成幾何外形工具）北京大學碩士畢業(yè)論文3圖45博物館附近面網(wǎng)格博物館附近面網(wǎng)格圖46博物館以及博物館以及周圍環(huán)境的面網(wǎng)格周圍環(huán)境的面網(wǎng)格要實現(xiàn)數(shù)值風洞流場求解的全部功能，必須基于可用于復(fù)雜外形的可靠的、實用的網(wǎng)格劃分。

4、因此，建筑物的幾何建模及某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格生成對數(shù)值模擬的結(jié)果起著很重要的作用，意義重大但又繁瑣。進行空間網(wǎng)格的離散是整個計算最關(guān)鍵的部分，網(wǎng)格質(zhì)量不好，計算收斂的情況必定不會太好，甚至不收斂；就算收斂了，誤差也很可能相當大。在生成表面網(wǎng)格的時候，必須避免表面網(wǎng)格的重疊、間隙……等；在生成體網(wǎng)格的時候，盡量避免幾何模型中的尖角[17]。如果生成體網(wǎng)格的時候尖角不可避免，就不得不對幾何體的外形作一些小小的修改。在FLUENT的前處理軟件G