矩形截面高聳結構風荷載的CFD模擬.pdf

1、隨著數(shù)值模擬技術的不斷發(fā)展，其在工程應用及科學研究中得到了廣泛的應用。對高聳結構的風荷載進行數(shù)值模擬并預測，不僅可以減少研究費用還能節(jié)約時間，并為初步設計提供參考。本文采用CFD模擬技術手段研究鈍體表面風荷載:首先建立多種長寬比的二維斷面和三維模型、構建合理的邊界條件。在FLUENT14.5軟件中利用SST k-ω湍流模型進行計算，通過研究結構周圍流場分布規(guī)律、形成機理，進而研究建筑物表面的風壓分布特點。
　　將數(shù)值模擬結果與現(xiàn)有

2、的研究成果對比分析，深入分析了矩形斷面表面風壓特性的分布規(guī)律，為結構抗風研究和提高高聳結構荷載取值精度提供參考。
　　具體研究內(nèi)容有幾個部分:
　　(1)在均勻流中，建立4個長寬比分別為1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的二維矩形斷面模型，通過模擬計算得到流場和表面壓力分布情況，并將模擬結果與已有論文和文獻進行對比分析，確定截面長寬比對其流場和表面壓力分布的影響。
　　(2)在均勻流中，將形狀規(guī)則的三維高聳結構簡化成方柱模

3、型，并對其進行模擬計算，得到方柱周圍的流場和表面壓力分布。對方柱進行風洞試驗，得到其周圍流場和表面分壓分布，并與模擬結果進行對比分析。通過對其流場分布和表面壓力分布，討論了其壓力分布規(guī)律和雷諾數(shù)的影響。
　　(3)為驗證數(shù)值模擬技術的可靠性，將在均勻流中模擬計算的長寬比為1∶1的二維矩形斷面模型的流場和壓力分布結果與在均勻流中模擬計算的方柱進行對比分析，得出兩種狀態(tài)即瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)以及矩形截面建筑高度對其流場和壓力分布的影響情況。