独柱支承的三角形平面广告牌的风荷载研究

在几个类似结构的计算结果与试验或实测值具有较好的吻合基础之上．借助大型计算流体动力学（CFD）商业软件Fluent6．0,对大气边界层内独柱支承的三角形平面广告牌表面风压进行了分析研究．分析发现结构的雷诺数敏感性、地貌类别对结构风压和风致扭矩系数的影响可以忽略不计。在此基础上。采用C类地貌边界层剪切流为来流条件．深入研究了这种广告牌在各种来流方向角情况下的表面风压分布．给出了结构的总体平均和局部风压系数及风致扭矩计算表达式．探讨了结构总高度和广告牌面板间间隙对结构风载主要参数的影响。     

户外独立柱广告牌风荷载的数值模拟研究

采用计算流体力学(CFD)的方法对双面和三面户外独立柱广告牌的风荷载进行了数值模拟研究,得到了广告牌主结构设计所需的最不利风压系数和偏心距,以及广告牌面板设计所需的局部风压系数,研究成果已应用于标准图的设计,也可供此类结构设计时参考。     

洞口设置对高层建筑静力风荷载的影响研究

本文对涉及两种开洞率、三种不同开洞位置和全封闭(无洞口)的八个高层建筑刚性模型的表面平均风压分布进行了风洞试验研究,并与计算流体动力学(CFD)大型商业软件Fluent6.0的计算结果进行了对比分析。结果表明,开洞建筑平均风压的减少主要是受荷面积减少引起的,但其减少的比率大于开洞率。此外,借助Fluent6.0对不同开洞率情况下的建筑模型进行了大量算例分析,得到了中部开洞建筑模型的平均风压系数相对值和基底弯矩系数相对值与开洞率之间的相关方程;探讨了底部开洞建筑模型洞内平均风速的增大效应与洞口大小、来流方向之间的关系。分析表明,在最不利来流风向角情况下,洞中最大平均风速可超过建筑模型顶部的远处来流风速,应引起建筑风环境设计者的关注。     

独立柱双面广告牌风荷载计算研究

本文以钢结构独立柱双面广告牌为例,分析了此类广告牌的特点,指出了合理计算风荷载是独立柱广告牌设计的关键。本文全面分析了风荷载的影响因素,在此基础上给出了广告牌设计风压的简化计算方法,并通过实例说明了计算结果的相对合理性,对类似工程设计具有参考价值。     

建筑排水立管数值模拟的初步探讨及应用

近十多年来,计算流体动力学(CFD)已发展到完全可以分析三维粘性湍流及漩涡运动等复杂问题.它不仅作为一个研究工具,而且还作为设计工具在水利工程、土木工程、环境工程、工业制造等领域发挥作用.文章通过具体算例,探讨了计算流体力学软件Fluent关键参数的设置,并将数值模拟的计算结果与经典立管试验结果进行了分析比较.结果表明...     

伞形组合膜结构风荷载分布特性分析

膜结构对风荷载极为敏感,抗风设计在膜结构设计中成为至关重要的环节.本文针对常见的双伞和四伞组合膜结构进行风压分布特性分析,研究组合膜结构的风压分布规律.首先对某实际膜结构罩棚进行数值模拟和风洞试验,通过对比所得数据,验证了数值模拟方法是可靠的;其次采用SSTk-ω模型,对伞形组合膜结构周围绕流风场做数值分析,探究在风荷...     

开洞对高层建筑静力风荷载的影响研究

立面开洞是建筑实践中的常见现象，至今，国内外有关洞口设置对高层建筑风荷载影响的研究还很少。洞口形状、位置及开洞率等都是影响建筑静力风荷载的因素，借助计算流体动力学(CFD)大型商业软件Fluent6．0，进行了大量的数值模拟分析，研究了相对风压和基底倾覆力矩系数与开洞率间的关系，给出了中部和下部开口情况下的相关方程。同时探讨了底部开洞情况下。洞内风速的增大效应与洞口大小和来流方向之间的关系。所得结论可供工程研究和抗风设计参考。     

基于计算流体动力学方法的风荷载对高层钢建筑影响的数值评价

进行了风对联邦航空咨询委员会(CAARC)标准高层建筑影响的综合数值研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,如大涡流模型(LES)、RANS方程模型等,用于预测风荷载的作用以及风在建筑物周围流动的规律。本研究的主要目的是探索有效可靠的方法来利用CFD技术评估风对高层建筑的影响。计算结果与大量的试验数据进行了比较(这些试验数据来自7个风洞试验),并对引起数值预测与试验数据误差的原因进行了识别和讨论。通过比较发现,采用LES和SGS模型可以得到满意的作用在高层建筑上的平均或脉动风载预测值;修正的RANS模型在大多数情况下可以得到较好的结果而且具有快速解决问题的优势。此外,表面有起伏的建筑物的空气边界层气流场的典型特征可以用数字表达。分析发现,入射风的速度分布主要影响建筑物的平均压力系数,而入射风的紊流强度分布对风力的变化有显著影响。因此,需要正确模拟入射风风速分布及紊流强度分布,采用CFD方法精确预测风对高层建筑的影响。CFD技术和相关的数字处理方法为设计者提供了一个有效的方法来估计风对高层建筑的影响,并满足详细的风洞试验的要求。     

洗脸盆排水过程数值模拟的初步研究

文章首先介绍了影响洗脸盆存水湾高度的实验,然后采用CFD软件Fluent的VOF多相流模型,通过并行计算,对洗脸盆在复杂流道、混合边界条件下带自由表面的三维非稳态多相流动过程进行数值模拟,建立了用CFD软件数值模拟洗脸盆排水过程的方法。为经后用计算流体动力学方法设计相应洁具,及洁具结构的优化提供了一种方法,并可成为器具节水设计的有效工具。     

CFD软件及其在建筑风工程中的应用

简单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。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,说明了CFD软件在计算风工程中应用的优越性以及有待于进一步研究的问题。     

低层四坡屋面房屋风荷载的风洞试验与数值模拟

对低层四坡屋面房屋模型进行了风洞试验,给出了屋面平均和脉动风压系数等值线和各面体型系数的变化规律。采用计算流体力学软件FLUENT,对大气边界层中的试验模型进行了三维定常风场的数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行了比较分析,变化规律吻合较好。在此基础上,深入研究了不同风向角下房屋屋面坡度、挑檐长度、檐口高度和长宽比对低层四坡屋面平均风压系数及各面体型系数的影响,并提出了各面体型系数的建议取值。研究结果表明:数值风洞能够较好地反映低层四坡屋面房屋的风荷载特性;各参数对屋面风压系数的影响程度各异,与风向角密切相关;屋面坡度对屋面风压分布和大小有明显的影响;四坡屋面屋脊背后容易形成较高的局部负压区域;当屋面坡度小于35°时,四坡屋面房屋迎风屋面的体型系数绝对值大于相应双坡屋面房屋。该结论和提出的体型系数建议取值为低层四坡屋面房屋的工程抗风设计提供了可靠依据。     

基于室外风环境CFD模拟的建筑规划设计

立足于优化建筑小区规划设计的理念,介绍了如何建立适合建筑小区模拟的模型与相应的边界条件.通过建筑小区自然通风的CFD模拟实例,说明了评价室外风环境的方法,以及如何在建筑规划设计前期与建筑方案结合,及时评价小区风环境设计的合理性.建筑小区风环境CFD模拟在规划前期的介入,对建筑规划设计的优化具有指导建议.     

基于流体力学理论的风场数值模拟

利用流体力学理论对自然风进行描述,对风场进行数值模拟.运用基于特征线理论的分离变量算法(Char-acteristic-Based Split,CBS)求解流体域,推导了CBS算法的有限元方程.并利用自主开发的AADS中的流体计算模块对稳态风场进行数值模拟,给出了建筑物表面的风压分布规律,为进一步研究提供基础.     

超高层建筑表面风荷载数值模拟研究

该文通过计算流体力学数值模拟技术对某超高层建筑进行了表面风荷载分布的数值模拟。结果表明：由于漩涡脱落,在结构侧面边缘出现了较强烈的负压区;在周边建筑干扰高度范围内,结构表面风压分布较混乱,结构在干扰高度以上部分风压分布比较规律;局部部位的设计风压应参考各风向角下风压峰值。     

钢管输电塔平均风荷载数值模拟

基于fluent 6.2软件平台,利用RNG k-ε湍流模型,对猫头形钢管塔的平均风荷载进行数值模拟,考虑风向角的变化,每隔15°模拟一次,得到了输电塔各风向角的平均风压系数,并进行了分析.结果表明:风压系数随风向角变化而变化,当风向垂直于导线平面方向时,塔头的平均风压明显小于风向平行导线平面方向时的平均风压,塔身平均风压则随风向变化不大,塔头、塔身各风向的扭矩均较小.阻力系数CD的最不利风向角为15°,Cx ,Cy的最不利风向角分别为15°和75°,扭矩系数CT的最不利风向角为30°.     

应用CFD技术预测国家大剧院表面风压

基于定常Reynolds平均Navier-Stokes方程,采用RNG湍流模型,对中国国家大剧院穹顶在不同风向下的表面风压及周围风场进行了数值模拟。给出了0°风向角下建筑周围的流动图像和穹顶表面的压力系数分布,并分析了其基本特征。预测了不同风向下的顶部最大负压,并与风洞试验数据作了对比。计算了各个风向下的六个气动力分量,指出了它们随风向角的变化规律。     

交错布局轻型双坡房屋群表面风压特性

为了研究交错布局轻型双坡房屋群表面风压特征及周围风环境,基于流体动力学基本原理和大气边界层理论,采用流体动力学分析软件FLUENT,结合风洞试验数据研究计算域大小、网格数量及湍流模型等关键技术与参数,建立了双坡房屋群的数值风洞模型。以横向疏密系数、纵向疏密系数及风向角为参数,运用数值风洞对轻型双坡房屋群进行60种工况的风压分布特性研究,得到风致干扰效应下房屋群表面风压分布规律;引入干扰因子将目标房屋相对单体的受扰程度量化,得到房屋群的风荷载体型系数;计算了90°风向角下房屋间监测点的风速,借助风速比指标对室外风环境进行评估。结果表明:90°风向角下,交错布局群体房屋的纵向无干扰间距为4L（L为房屋长度）,横向无干扰间距为5B（B为房屋宽度）;房屋群横向间距为0.5B、纵向间距为2L~4L时室外风环境较好。     

广州合景大厦所受风荷载的特点

合景大厦体型复杂，在数值模拟与风洞试验结果比较的基础上，主要用数值风洞模拟方法研究了该大厦所受风荷载的特点。通过多种方案的计算分析发现：大厦屋顶大面积悬臂结构对总体风荷栽影响较大，但开口后可适当减小悬臂结构上的平均风荷栽，也可大大减少其脉动风压；弧形墙侧边悬臂结构对整体风荷栽的影响小，但应重视其局部风压的取值；大厦弧形表面可有利于减小迎风面的最大平均风压，而周围环境对舍景大厦风荷载的影响很大。     

高层建筑三维非定常风场并行计算的数值模拟

为了分析风洞试验中观测到的高层建筑模型尾流有规律的漩涡脱落现象,基于计算流体动力学软件CFX和消息传递接口(MPI),利用局域网搭建了并行计算平台,实现了单台计算机无法实现的高层建筑三维非定常风场数值计算。采用剪应力模型(SST)进行数值计算,捕获到了高层建筑尾流的漩涡脱落现象,并与风洞试验数据做了比较。结果表明,三维非定常计算获得的高层建筑表面风压变化规律,较之三维定常和二维非定常计算所得的风场,能更真实地反映风场流动情况。