高速公路收费站顶锥膜结构风压分布数值模拟

高速公路收费站采用的顶锥式膜结构在遭遇大风之后,容易出现破坏。对此种类型的膜结构,进行了详细的结构风压分布数值模拟,得到此类结构在锥顶处的风压远远大于常规设计取用的数值,进而阐述了此类膜结构在风荷载作用下的破坏原因。并在后续的设计中对锥顶的形状进行适当的修改来减小其风压系数,采取适当的构造措施来减少破坏的发生。     

流线型单脊膜结构表面风压特性数值模拟分析

风荷载是大跨度空间结构及膜结构设计的控制荷载。以流线型单脊膜结构的实际工程为例,基于Reynolds时均方程,选取剪切应力传输湍流模型(SST k-ω模型),采用ANSYS-CFX14.0流体分析软件对膜表面的风压分布进行数值模拟。通过对比分析不同风向角下膜表面风压分布规律、平均风压系数及湍流特征,得出该结构最不利风向角取值范围以及膜表面不同分区平均风压系数、风荷载体型系数值。结果表明:60°～90°为此结构的最不利风向角,在此风向角区间内,膜结构表面的湍流特性复杂多变。迎风面屋檐形成较高的正压,背风面屋脊形成较高的负压,该部位更易遭受破坏;整个背风面形成较大的负压区,在结构中部产生明显的漩涡,主要表现为吸力。     

高层建筑屋面风压分布的数值模拟

对高层建筑屋面的风压分布进行了分析,模拟了0°和45°两个风向角下屋面平均风压分布,得出了迎风的屋面产生了极大的负风压,其他区域风压相对较小,45°风向角为高层建筑屋面风压的较不利风向角的结论。     

某体育中心体育馆屋盖风压分布的数值模拟

对泉州市海峡体育中心体育馆屋盖风压分布进行了数值模拟,并将在75°和105°风向角下的结果与风洞实验进行比较,两者大体上基本吻合,并对其误差进行分析,随后给出了体育馆屋盖附近流场的规律性,数值模拟结果说明了数值模拟在大跨屋盖风工程中应用的可行性。     

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究＊李义科武文斐符永正（包头钢铁学院环境工程系０１４０１０）（武汉冶金科技大学建筑工程学院４３５００７）高层建筑外表面上的风压大小及分布，对于结构风荷载及采暖设计中的冷风渗透量的计算，是不可缺少的资料。国...     

厦门国际会展中心多功能厅风压分布的数值模拟

本文对厦门国际会展中心建筑物进行数值模拟 ,计算了该会展中心在 0°、4 5°和 90°风向下的平均风压分布 ,并将主楼顶部多功能厅的数值模拟和刚性模型风洞实验结果相比较 ,两者基本吻合 ,表明计算风工程用于确定实际房屋建筑结构表面平均风压分布是可行的 ,也是非常有前途的一种方法。     

考虑流固耦合作用的索膜结构开洞与封闭条件下的风压风振模拟

在任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,简称ALE)描述下,引入Menter SST湍流模式和非线性有限元方法,建立了耦合方程迭代求解策略,进而研究考虑流固耦合作用的索膜结构风振响应.数值模拟了结构膜帽开洞和封闭等工况下的伞形索膜结构风致动力响应,揭示和总结出某些规律.     

厦门市文化艺术中心综合楼屋顶膜结构风压数值模拟

大跨屋盖结构形体多为复杂曲面,荷载规范的规定往往不能满足设计需求,风荷载的确定需借助于其他手段,而CFD数值模拟是近年来兴起的一种风荷载研究手段．本文基于FLUENT平台,对厦门文化艺术中心共享综合楼屋顶膜结构进行了数值风洞试验研究,湍流模型采用雷诺应力（RSM）模型．数值模拟结果表明,膜结构表面风压分布与其表面形状密切相关,在曲率变化大的局部区域风压变化也很剧烈,在设计时需引起相当重视．同时结合屋盖周围的流场特点,对屋盖表面平均风压的分布规律进行了分析,并根据不同风向下风压分布特性对膜结构表面进行了分区,并给出可供工程设计参考的分区风载体型系数．基于以上工作,说明CFD数值模拟为复杂工程提供辅助设计信息是可行的．     

某原料场屋面表面风压分布的数值模拟

随着环保要求的提高,球型封闭性原料场屋面的应用越来越广泛,本文通过计算流体力学(CFD)方法对某个直径为55米的球形原料屋面周围的风场进行了模拟,计算了半球屋面的表面风压,并与实验数据进行对比,证明了该方法用于此类结构风荷载计算的可靠性。最后讨论了与规范的比较情况,为今后的设计工作提出了建议。     

体育场内风流场和直缘主看台挑篷风压力分布的三维数值模拟

利用世界先进的计算流体工程软件CFX5 3,对我国设计的约旦哈桑体育场[1] 及其西看台上的大悬臂挑篷零度风向风流场和压力系数分布进行数值模拟 ,并将结果与风洞试验比较 ,以说明计算风工程在实际应用中的可行性。     

上海久事大厦风流场和风压分布数值模拟

用数值模拟方法预测了上海久事大厦周围的风流场 ,并将建筑物表面平均风压的数值模拟与风洞试验结果进行了比较研究 ,两者结果吻合。同时进行了上海久事大厦周围高层建筑干扰影响的研究 ,并给出了湍流物理模型的建议。研究表明 ,先进的数值模拟和仿真技术应用于实际高层建筑风工程是可行的     

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。     

主塔干扰下的塔楼屋盖表面平均风压数值模拟

为考察有塔柱干扰时,下塔楼屋盖结构的风压系数,以某工程为背景基于Fluent6.3软件分析了不同风向角下结构表面的平均风压,并讨论了屋盖不同区格的风致干扰效应系数及其随风向角的变化规律。结果表明,当来流位于塔柱之间时,由于狭管效应会使得来流加速,从而导致结构表面风压增大,相比无干扰模型最不利风工况下竖向整体风压系数增大约52%。同时受主塔结构干扰,屋盖不同区格风致干扰效应系数分布不均,在屋面板设计时应引起重视。     

大型贮煤场网壳结构风压分布的数值模拟

使用计算流体力学软件ANSYS-CFX,对广东某贮煤场大型网壳在风作用下的表面风压分布进行了数值模拟并对其结果进行分析,结果表明风压分布及体型系数等符合理论分析,建筑物所采用的体型较合理,能有效降低风对建筑的不利影响。     

芜湖体育场膜结构挑篷风荷载风洞模拟研究

通过风洞模拟的方法研究了芜湖体育场东 (副 )、西 (主 )看台不对称索膜结构挑篷的风荷载特性。试验结果表明 :当主看台挑篷处于斜下风向位置时的风荷载要比类似的对称挑篷大许多。局部负压峰值通常出现在伞状膜单元尖顶附近和主看台的檐口部分     

考虑随机风压场非高斯特性的大跨度膜屋盖风振响应

作用于大跨度膜屋盖结构上的随机风压场在统计意义上由高斯和非高斯区域构成。基于零记忆非线性转化法理论,提出了这种混合随机风压场的模拟方法,算例表明,生成的随机风压场样本能准确描述实验数据的各项统计特性。将生成的样本和利用传统方法生成的高斯随机风压样本作用于某膜屋盖结构,经风振时域分析后发现,高斯随机风压激励下结构部分构件的响应值比非高斯随机风压激励下的响应值低,这表明,随机风压荷载的非高斯特性不容忽视。文章还给出了结构不同构件的整体风振响应系数。     

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。     

基于数值模拟的某通信塔风荷载体型系数研究

基于Fluent软件平台,采用混合网格进行划分,选用Realizable k-ε湍流模型对某移动通信塔的风场进行三维数值模拟研究,考虑风向角的变化,每隔15°模拟一次,得到通信塔各风向表面平均风压的分布结果:以此为基础,在塔体表面沿高度计算分段风压体型系数,将结果与现行规范进行比较分析并讨论模拟结果的合理性.研究分析表明,数值模拟得到风压系数随风向角的变化而变化,与规范取值吻合且略大于规范取值,为移动通信塔类结构风振计算提供合理的风压体型系数.