文档介绍：摘要性参数值。然后基于定常的采用疓缸牧髂P偷慕峁狗缪狗植际的D獾目刂品匠蹋苑叫谓论文题名:高层、大跨结构风压分布特征的数值模拟与分析硕士研究生:杨波导师:吕令毅教授学校:东南大学摘要:风洞模拟试验和实地观测是结构风工程研究的传统手段,但它们存在周期长、花费高等许多缺陷。计算风工程是结构风工程领域近年来出现的一个新的分支,它是利用计算流体动力学方法在计算机上模拟结构周围风场变化并求解作用于结构的风荷载。相对于其它研究手段来说,计算风工程的优势在于:首先可以节省大量资金,其次可以模拟自然界中真实的风场,还可以方便地获得实验中不便测量的数据。本文首先推导了结构风压分布模拟的控制方程。自然风可以看成是最一般的流体流动,因此推导了流体动力学的基本方程,包括连续方程、动量方程、能量方程、状态方程和内能表达式。指出近地层大气可以近似地看作是牛顿粘性的不可压缩性流体,从而获得了大气风流动的基本控制方程。由于风的湍流特性,直接利用大气风流动的基本控制方程模拟风的流动不能实现,于是引入了湍流的统计平均方法,推导了描述风湍流时均流动的基本方程,包括连续方程和雷诺方程。为了解决风湍流时均流动基本方程的不封闭性,讨论了计算风工程领域一些常用的湍流模型。通过这些湍流模型,组成了完整的结构风压分布数值模拟的控制方程。然后利用推导出的结构风压分布数值模拟的控制方程,模拟了双塔楼高层建筑的表面风压及其周围风场。介绍了大气边界层风的基本特性,讨论了描述这些基本特性的参数以及相关的经验公式。给出了规范中基本风压的概念以及风速与风压的关系,确定了风压模拟中所需的边界层风的基本特面对称双塔楼高层建筑的表面风压及其周围风场进行了模拟。获得了双塔在不同风向下各表面风压分布特征,以及风压合力和体型系数随风向角的变化规律。最后基于定常的采用譻湍流模型的结构风压分布数值模拟的控制方程,对中国国家大剧院项部壳体的表面风压及其周围风场进行了数值模拟。获得了穹顶表面风压分布的基本特征,以及顶部最大负压力和銎Ψ至克娣缦蚪堑谋浠媛伞关键词:计算风工程,湍流模型,建筑风压,双塔楼建筑,大跨度壳体,流动显示东南大学硕士学位论文
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符号、变量、缩略词等本论文专用术语的注释表符号及变量缩略词吒%计算流体动力学计算风工程直接数值模拟方法大涡模拟匠雷诺方程,或雷诺平均方法涡粘模型雷诺应力方程模型雷诺数重整化群速度矢量瞬时速度瞬时速度分量时均速度分量脉动速度分量湍流强度脉动速度均方根值压力湍流积分尺度重度比容密度温度单位质量的内能比热热传导率应力张量偏应力张量应变率张量分子粘性系数第二粘性系数运动粘性系数勺∥允东南大学硕士学位论文三丁猄“、订、可、诼“盯
变鄯的统计平均值弓厂变且厂的时均值雷诺应力,又称为湍流应力湍流脉动动能湍能耗散率涡粘性系数涡运动粘性系数Ⅵ东南大学硕士学位论文七弛
研究生签名:丛导师签名:壹瞄东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:期:一本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。~/;厂.’,.◆
第一章绪论自然界的风及其对结构的作用さ穆肪断蚨ū狈较蛞贫T谖夜辛礁隽矸绺叻⑶阂桓鲈诔そ风,即空气相对于地球表面的运动。由于太阳对地球大气加热以致温度上升的不均匀性,从而在地球相同高度的两点之间产生压力差,于是不同压力差的地区间会产生趋于平衡的空气流动,便形成了风。自然界常见的几种风包括热带气旋、台风、飓风、季风和龙卷风等【Α发生在低纬度热带洋面上的低气压或空气涡旋统称为热带气旋,它主要是由太阳辐射在海洋面上所产生的大量热能转变为动能而产生。海洋水面受日照影响,往往在离赤道。纬度地区生成热而湿的水汽向上升起,形成庞大的水汽柱。热低压区和稳定的高压区气压之差产生空气流动,由于平衡产生相互补充的力使之呈螺旋状流动,旋转流动的中心即热带旋风中心,称为“眼”,紧紧