文档介绍：同济大学
硕士学位论文
CFD方法在边界层风洞流场模拟中的应用研究
姓名:罗云
申请学位级别:硕士
专业:桥梁与隧道工程
指导教师:葛耀君;曹丰产
20030601
舟胁矢擎摘要映实际大气边界风场的主要特性。对风环境模拟的研究在物理风洞试验中一般都称作为流流积分尺度等。然而对这些参数的模拟主要通过不断的调试来完成,需要人量的人力平¨物力。而随着计算流体动力学的迅猛发展形成的计算风淘蛭Tは冉惺捣缍词匝樘峁模拟。在物理风洞试验前,用数值风洞来模拟风攻角产生的整个过程,调整斜坡的倾斜角度,来达到所需要的流场攻角。风攻角的试验测量。为了验证数值风洞试验的正确性,系统掌握了对风洞中的基本物理量测量的方法,设计了五组攻角模拟器,并利六孔探头,来测量攻角模拟器影响速值,并且通过数值风洞试验模拟而得到了模拟流场的风攻角值和平均风速值,对两组数据进行了对比分析,得出了有意义的结论。紊流风场的紊流度和风剖面的模拟计算。本文另一个流场模拟课题涉及到了紊流模拟,通过两种主要的紊流模型刺人气边界层风洞进行模拟,主要针对风剖面和紊流强度模拟进行初步研究,并与物理风洞试验结果进行比较。以计算流体动力学方法对物理风洞试验进行机理解释,能够对整个物:埋风场有一个直观的感性认识。在计算中考虑了分流板、粗糙块、入口紊流皮、入口涡尺度大小和紊流模型对整个紊流风场的影响。上海东海广场紊流风场模拟计算。将上面的计算应用到实际撼讨校陨虾6ê广场的风环境进行了数值风洞模拟,并与物理风洞试验结果进行了比较。边界层风洞是进行结构抗风性能试验的主要设备,边界层风洞中模拟的流场必须能反场模拟。流场模拟的主要参数有风攻角、平均风速剖面、紊流度剖面、脉动风功率谱和紊了解决方法,即可以在物理风洞试验前,先剧数值风洞来模拟这些参数,获得对流场的布置,然后再进行物理风洞试验,从而达到节省人力和物力的目的。为此,本文主要完成了以下儿方面的工作:风攻角的模拟计算。本文应用计算流体动力学方法,实现了边界层风洞风攻角的下的流场。试验中通过编制程序完成了试验数据处理等工作。风攻角试验和计算对比分析。通过物理风洞试验测得了流场的风攻角值和平均风关键词:风攻角风速剖面计算风工:程紊流强度弧昴P捅呓绮惴缍计算流体力学椒ù姹呓绮惴缃Я鞒∧D庵械挠τ
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旦黪毋学∞一一脯⋯⋯闹致谢感谢项海帆院士对我的谆谆教导,在项老师平易近人的言语中,我懂得了许多做人的道理,项老师严谨求实、创新进取的治学风范,使我受益雁浅。感谢同济人学土木工程防灾国家重点实验室的林志兴研究员、顾明研究员、陈艾荣教本文是在葛耀君教授和曹丰产讲师的悉心指导和帮助瓿傻摹T谟敫鹄鲜Φ慕ń年的接触中,葛老师严谨的治学态度和渊博的知识,。同时深深感谢导师这将近二年对我学业年¨生活上的指点和关怀。至此论文完成之际,在此向葛老师致以深深的敬意。授、宋锦忠研究员、朱乐东研究员、陈伟副研究员、柴逸芬老师、杜润泉老师和徐建英老师及全体风洞实验室的老师的热心帮助,他们为我提供了良好的:魈跫感谢各位师兄弟杨咏昕、赵林、杨得灿、张志田、陈斌、周峥、杜柏松、陈晓冬、殷峰、李永君、张伟和邹小洁的帮助,还有黄鹏博士及其他各位师兄,以及所有帮助和支持我的老师们、同学们。特别感谢陆烨老师,虽然远在澳大利弧,但是他的邮件给予了我许多有益的启发和建议,对我这篇论文,起着很重要的作最后,献给远在千里之外的双亲,感谢他们倾注在我身上的无数心血。作者罗云年
舟胁赤擎第一章概述椒ㄌ岢椒ǚ⒄.椒ㄐ纬随着中固桥梁事业的飞速发展和桥梁跨径记录的不断更新,高层建筑结构的高度纪录的不断刷新,桥梁结构和高层房屋结构越来越趋嵝曰苑绲淖饔靡苍嚼丛矫舾校目前,结构方向的空气动力学的研究,分为三大部分:对风环境结构空气动力学研究方法有两种:物理风洞试验和数值风洞计算,物理风洞试验历来法。但风洞投资大、试验时间长,试验人员多,试验条件难于控制等缺陷,对有些实际程问题难以应籮。为了解决这些问题,而随着计算机和计算技术的《速发展雨兴起的计算计算流体动力学首先应用在航空航天领域,从本世纪年代开始,,促使对结构空气动力学计算机仿真试验。数值风洞具有投资小,试验时间短,很好的重复性和条件易于控制等优点,比计算流体动力学是运用计算机来模拟流体流动和热传导等物理现象的工具,它通过求解方程式来获得对感兴趣区域上的流体流动的模拟。用计算机来解决流体流动的问题已经题。从七十年代中期开始,通用的蠼馄饕驯豢7⒊隼矗耸甏跗冢啥〖扑的创建一个P筒⒎治鏊O中械乃惴ㄒ材茉谝欢ǖ暮侠淼氖奔淠诟鱿嗟本ǘ鹊