大跨度拱形结构等效静风荷载研究（英文）

根据计算流体动力学方法(CFD)以及有限元动力时程分析法数值模拟脉动风特性,获取脉动风速时程,并以此作为数值风洞模拟的入口边界条件.运用FLUENT对大跨度拱形结构进行脉动风作用下的结构非稳态分析,得到作用于结构的时程风压荷载.运用ANSYS进行结构的风振响应计算,分析得到基于结构风振响应时程的等效静风荷载.在此基础上提出多目标等效静风荷载加权组合系数的定义,计算获得大跨度拱形结构的多目标等效静风荷载,并验证其计算精度.研究表明,在文中方法所得等效静风荷载作用下,结构静力响应计算结果与风振动力时程响应极值吻合.     

大跨球形穹顶风压分布的CFD模拟

为研究大跨球形穹顶的风压分布,采用计算流体动力学((CFD)方法对某发电厂圆形煤仓周围风场进行了数值模拟.计算半球形结构的风荷载并与风洞试验数据进行比较,结果验证了CFD方法用于模拟该类建筑风荷载的可靠性.通过算例,分析讨论了筒仓高跨比、穹顶高跨比及帽顶对煤仓球形穹顶风压分布的影响,为煤仓穹顶的结构分析提供了合理的风荷载参数.     

210m高异形烟囱横风向动力响应研究

研究了横风向风荷载对高耸异形烟囱的作用模式,采用计算流体动力学(CFD)方法对烟囱进行了非定常风场数值模拟,获得了烟囱横风向气动参数。结合某电厂210m高异形烟囱初步设计方案进行了横风向风荷载作用下的动力响应分析。     

大跨度火车站结构的风荷载效应综合研究

大跨度结构的风荷载效应问题,给大型火车站的设计带来了较大的挑战。利用风洞试验及结构有限元计算等手段对外部自然风作用下车站的平均风荷载、风振响应进行计算与分析;利用计算流体动力学CFD软件对内部列车快速过站时列车风引起的屋盖动态风压力变化进行深入研究,得到详实的主体结构分区等效静风荷载、围护结构风荷载数据,同时对高速列车过站引发的列车风效应问题进行预测和评估,为火车站整体结构设计以及内部站台设计提供参考。     

台风作用下网壳结构的风振响应分析

网壳结构的大空间曲面形状特点使得其在台风作用下的风振响应比较复杂,为了克服尺寸效应的影响,得到网壳结构表面风荷载分布规律,在计算流体力学(CFD)和FLUENT技术的基础上,利用常规湍流强度、田浦湍流强度以及石沅湍流强度的计算方法,对某组合网壳结构进行了台风作用下风场的数值模拟,通过分析其表面风荷载分布特性和不同风向攻角作用下组合网壳结构的表面风荷载,确定了组合网壳结构的风压分布规律、表面风压系数分布,最后得到网壳结构的风敏感部位,可以为工程前期抗风设计提供参考。     

杭州萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖风荷载的风洞试验与数值模拟研究

综合采用风洞试验和计算流体动力学(简称CFD)数值模拟方法,对萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖表面风荷载进行了分析研究.首先,分析了屋盖表面典型位置的平均风压系数和脉动风压系数随风向角的变化规律,进而研究了具有较大平均和脉动风压系数的75°和270°风向角下,屋盖短轴中心位置和边缘位置截面测点平均风压系数随位置的变化情况;然后,研究了典型风向角下屋盖表面体型系数等值线云图,并给出了用于屋盖结构抗风设计的分块体型系数;最后,结合CFD数值模拟所得屋盖周围流场,分析了屋盖风荷载作用机理.结果 表明,来流在屋盖迎风边缘位置存在较为明显的流动分离现象,屋盖总体上处于流动分离区,导致屋盖总体表现为受到向上的风吸力作用;屋盖迎风边缘位置流动分离更为显著,因此该位置的风吸力也最大,比较容易引起屋盖的局部受风破坏.     

应县木塔风压分布的风洞试验与CFD模拟研究

风荷载作用下高耸古木塔的结构安全在建筑遗产保护领域备受关注.为了研究古木塔风压分布特性,开展了应县木塔的1:50刚性模型风洞试验,并进行了计算流体动力学(CFD)数值模拟分析.提出复杂中式高耸古木塔的几何建模与网格尺寸划分策略,并使用雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方法对木塔的表面风压进行预测,分析木塔...     

夏热冬暖地区内廊式住宅室内自然通风设计初探

建筑设计中的自然通风技术是夏热冬暖地区建筑被动式节能的重要手段。本文以内廊式高层住宅为例,利用计算流体动力学软件（Computational Fluid Dynamics,缩写CFD）对建筑内部的空气流动进行模拟,并提出优化策略,为住宅通风设计提供全新的设计思路。     

基于大涡模拟的超高层建筑风振响应分析

计算风工程作为风洞试验的补充技术,已得到越来越多的应用,但是使用RNS方法进行非定常计算精度低,而大涡模拟可对大尺度漩涡直接求解,可以得到较精确的模拟结果。因此对超高层建筑进行了多工况的CFD大涡模拟,研究不同风向角下建筑表面风荷载的变化规律,并与风洞试验结果进行对比,简要阐述了建筑体型对风荷载的影响。将大涡模拟得到的非定常风压时程作为结构激励,采用频域法计算高层建筑的随机振动响应,根据惯性风荷载方法,求解结构的等效静力风荷载,并与风洞试验结果进行对比。对比分析表明,大涡模拟技术可以很好地模拟建筑表面风荷载,并可以克服测点布置、不同步测试带来的系统误差;频域法分析得到的等效静力风荷载与风洞试验结果基本一致,可以将本文方法计算得到的风荷载作为设计依据。     

双拱大跨屋盖结构风载的数值模拟研究

双拱大跨度网架屋盖结构由于体表为复杂曲面,其风荷载的确定不能仅参考我国建筑结构荷载规范中对风荷载的相关规定,风荷载的确定需要借助于其他手段。CFD数值模拟风洞是近年来发展起来的一种风荷载研究手段,基于ANSYS-CFX 12流体动力学软件,利用雷诺应力（RSM）湍流模型对一双拱大跨度屋盖结构上平均风载体型系数进行数值模...     

台风作用下悬挂网壳风荷载特性的数值模拟研究

为研究悬挂网壳结构在台风作用下风载荷的分布特性,应用Fluent软件和计算流体力学(CFD)技术,基于SST k-ω湍流物理模型和田浦湍流强度对其在不同台风工况作用下的风荷载分布规律进行数值模拟。通过分析不同风向角、不同仰角时网壳上、下表面风压分布的规律,对比数值模拟结果与GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中风载体型系数,得到在台风作用时数值模拟的平均风压系数大于规范中风载体型系数值。该结果对此类大跨度空间结构抗台风设计有一定参考价值。     

风荷载下超高层建筑上部结构与桩筏基础共同作用桩顶反力计算研究

共同作用分析是考虑上部结构与地基基础相互影响的动态调整过程,基于上部结构—桩筏基础-地基土的相互作用进行风荷载下共同作用的流固耦合数值计算。借助流体动力学采用大涡模拟方法,建立考虑风—结构流固耦合数值计算模型,并运用MpCCI软件进行流固耦合面上的数据传递,以实现流体、固体相互作用。计算结果表明,较静载相比,风荷载引起的桩顶反力变化值不超过静载下的5%。计算方法和计算结果可以为风荷载作用下对地基基础的研究和流固耦合问题分析提供参考。     

CFD软件在结构抗风分析中的应用

介绍了计算流体动力学（CFD）方法的主要功能以及几种大型通用CFD商业软件的发展概况和主要性能。运用计算流体动力学中的非稳态计算,获取建筑物表面风荷载时程,将其直接作用于结构进行动力时程分析,统计结构动力响应从而获得结构的风振系数。给出了CFD软件在建筑设计、结构抗风和流固耦合方面的应用实例。     

某干煤棚风载及体型系数数值研究

近年来,大跨度、复杂体型的空间结构迅速发展。风荷载的研究有重要的现实意义和工程价值。计算流体动力学（CFD）作为新兴的数值模拟研究方法,具有便捷、经济等优点,引起了众多同行的关注和研究。通过某干煤棚工程阐述CFD及湍流模型在建筑风环境模拟中的应用,给出该工程的风荷载表面压力系数（体型系数）,同时对数值模拟结果与风洞试验结果作分析和对比,对同类工程设计具有一定的指导意义和参考价值。     

龙卷风风场模型及风荷载研究

为研究龙卷风对建筑结构的作用特征,在综合分析龙卷风袭击建筑物时高速风冲击作用和突然气压降作用的基础上,提出了封闭结构龙卷风荷载的计算方法。从柱面坐标下的流体力学控制方程组出发,发展了考虑气压降的三维龙卷风风场模型。采用计算流体动力学(CFD)方法对某大跨穹顶结构周围风场进行数值模拟,得到了结构的压力系数,同时计算得到了该结构的龙卷风荷载时程,利用时程分析方法对结构进行龙卷风作用下的风致动力响应分析,得到了结构在龙卷风作用下的位移时程。研究结果表明：龙卷风的袭击过程持续时间短,120m跨穹顶结构在F3级龙卷风作用下,整个袭击过程仅持续约15s;龙卷风的作用剧烈,穹顶结构的位移最大值达到2.73m,远大于规范限值的1/250跨度（0.48m）。     

基于CFD数值模拟天线罩结构抗风性能分析

本文对3/4截球形夹层天线罩结构进行了CFD数值模拟研究,为天线罩结构有限元分析提供了风荷载参数。根据CFD数值模拟技术,利用傅里叶级数展开法拟合出罩体表面上的风压分布,再利用有限元软件对风荷载作用下天线罩进行了内力分析,确定出最大位移及应力分布范围;同时用稳定分析经典的经验公式及有限元法对天线罩的整体稳定性进行计算。结果表明风荷载作用下夹层天线罩结构最可能发生局部失稳,进而导致结构的整体失稳破坏,在结构设计中应予以考虑。     

杭州萧山国际机场T3航站楼钢结构屋盖设计

杭州萧山国际机场第二国内航站楼(T3航站楼)是杭州机场从大型机场向区域性枢纽机场转变的标志。其屋面体型复杂,需通过风洞试验确定其体型系数,并与规范中的类似结构作出对比。屋盖悬挑长度较大,指廊处网架屋盖外沿距框架柱边超过25m,通过设置斜向摇摆柱减小其内力和竖向位移,进而减小网架厚度以满足建筑外形。主楼处用三角形钢管桁架、摇摆柱、侧向刚架形成复杂空间整体组合结构,控制住了钢屋盖在风荷载作用下的侧向位移。设计对由风荷载产生的边柱拔力做了综合分析,采取了相关的构造措施。结构总体计算使用PMSAP程序,对构件重要节点使用ANSYS程序进行大样分析。     

错列超高层建筑群风荷载静力干扰效应的试验与数值模拟研究

对实际超高层建筑群进行了群体和单体塔楼两次同步测压风洞试验,通过两次试验测量结果,考察风向及塔楼位置对顺、横风向和扭转方向的主体结构承受平均风荷载的影响。同时,进行了CFD数值模拟研究。通过试验结果与数值模拟结果的对比分析,验证了数值模拟的可靠性,结合风压试验结果及CFD计算结果对建筑群干扰效应进行了分析和干扰机理说明。研究结果表明,对于建筑基底力而言数值模拟计算结果偏小,但是无量纲静力干扰因子数值计算和试验结果符合得很好,数值模拟计算可以用于风荷载干扰效应的定性分析。处于中间位置的2号塔楼风荷载静力干扰效应明显,干扰放大作用显著。     

大跨度结构风荷载的风洞试验和CFD数值模拟研究

针对某大跨度结构,进行动态测压风洞试验和风荷载数值模拟研究。通过风洞试验,给出了该大跨度体育馆屋面及四周立面表面的风压系数,并分析了风压分布的特征,为该工程的主体和围护结构抗风设计提供详细的风荷载数据。通过数值模拟研究,探讨复杂体型建筑表面平均风压CFD数值模拟的可行性,提出了应用于复杂工程CFD数值模拟时的网格划分方法,有效地减少了多个风向角时的建模工作量。计算结果表明,体育馆表面的风压与风洞试验结果基本一致;在局部区域存在较大误差。最后比较了网格密度、湍流模型对数值计算精度的影响。CFD数值模拟简洁、高效,能获得丰富的数据成果,可以用于复杂工程的平均风荷载研究。     

某火车站站台雨棚结构风荷载研究

对某火车站站台雨棚结构风荷载进行了数值研究,确定了结构风荷载体型系数,为结构设计中风荷载计算提供依据。建立了火车站站台雨棚及周围流场二维足尺模型,采用CFD方法对风荷载作用下雨棚周围的空气流动进行了数值模拟,分析得到了雨棚上下表面的风压系数并进一步确定雨棚结构的风荷载体型系数。