文档介绍：摘要③网格的精度对计算结果有着重要的影响,两格精度越高,数值模拟结果越建筑数值风洞方法是随着计算机技术和计算流体力学的发展而兴起的并应用于求解建筑结构在风作用下的风压、风振响应的一种方法,本文主要研究建筑数值风洞的基础及其在建筑群风场数值模拟中的应用。本文首先应用基于软件的数值风洞方法,通过对单个建筑表面平均风压的研究模拟,分析了建立建筑数值风洞所需要的基本原则,并应用上述建立建筑数值风洞的基本原则,来研究群体建筑的静力风环境等,并总结静力风压风荷载在群体建筑中的分布规律等。然后,为了进一步分析建筑结构在风速时程下的风振响应,建立了基于砑目悸欠缫唤峁柜詈戏治龅氖捣缍捶椒āT诮⒖悸欠缫唤峁柜合分析的数值风洞方法中,很好的解决了多点风速时程的模拟问题,同时应用此种方法计算了随时间变化下的非定常三维结构风压。在此基础上,考察了考虑风一结构耦合分析与不考虑风一结构耦合分析对结构风压、动力响应等数值模拟结果的影响;同时应用这种方法分析了考虑风的超随机特性情况下,结构风压和结构动力响应的变化情况。最后,综合应用上文所建立的两种建筑数值风洞的应用方式,分别研究了高层建筑群的静力及动力干扰效应问题,并综合分析,总结规律。通过以上研究工作,主要得出以下结论:ㄖ捣缍醋芴迳鲜粲谝恢殖9娴退俜缍矗绲难顾跣钥梢院雎裕同时,也不考虑温度的影响。在应用砑⒔ㄖ捣缍吹膇计程中,首先需要做的工作是要知道相关的各个设置参数的影响及其设置原则,本交通过算①当计算流域高度、;但当计算流域高度、,将导致建筑数值风洞中流体流动不能充分发展,洞壁干扰效应明显,直接影响计算结果的准确性,使计算结果严重偏离试验值。②湍流模型对计算结果有非常明显的影响,不同的湍流模型的计算结果之间也存在较大的差距。对于每一个湍流模型,计算结果与试验值的吻合程度从好到差,大体顺序依次为、P汀P汀⒈曜糑甧模型。对于湍流模型的选择,建议在一般的工程应用的初步设计阶段选用P停诠こ逃τ玫淖钪丈杓平锥卧蚪ㄒ槭褂美着涤αδP汀好,只有满足一定精度条件的网格,才能够在适宜的条件下得到合理的计算结果。建议在网格划分时,对于几何外形简单的单个建筑的计算流域,使用结构化网格划分方法,这样可以用更少的网格单元得到更好的模拟结果;而对于几何外形复杂的单个建筑或建筑群风场的计算流域,则建议使用非结构化网格划分方法,它相对于结构化网格划分方法更为简单、方便,在一定精度下同样有较好的模拟结④进口边界条件中速度分布对计算结果的影响大于湍流强度分布对计算结果的影响,是进口边界条件中的关键部分。⑤不同的对流项的差分格式对计算结果的影响也比较明显,同时在不同的差分格式之间,罘指袷降木范认喽愿茫裕诠こ逃τ弥校例分析主要得出以下结论:果。
别是涉及到流动形式比较复杂的情况,建议选用罘指袷健τ没贔砑氖捣缍捶椒ㄑ芯咳禾褰ㄖ木擦Ψ缁肪车龋根据一些高层建筑群的数值模拟结果,得出以下总结:首先在平均风的作用下,在平均风速及平均风压上,风上游的高层建筑对下游的建筑有一定的遮掩效应:在建筑物之间间距较小时,很容易产生狭缝效应,增大流动风的平均风速,大大增大建筑物表面的平均风压力:在建筑群的外围迎风面平均风压力较大。τ蒙鲜龌贏软件考虑风一结构耦合分析的数值风洞方法计算了一个悬臂梁算例和一个框架一筒体高层建筑结构实例。悬臂梁算例的数值风洞计算结果和相关参考文献的结果进行了比较,表明本文的计算结果有较好的计算精度,说明了本文考虑风一结构耦合分析的数值风洞方法的准确性。另外,在框架一简体高层建筑结构实例中,比较了考虑风一结构耦合分析和不考虑风一结构耦合分析两种情况下的结构表面风压和结构的动力反应,两种计算结果有一定程度的差别,说明在具体的高层建筑的抗风设计中应当适当的考虑风一结构耦合作还应用上述方法研究了超随机特性在建筑结构风工程中的影响,应用框架一筒体高层建筑实例进行了相应的计算比较。比较结果表明,相对于一般规范中的方法,在风作用下的结构的动态位移、加速度等在考虑风的超随机特性后有一定程度的增大。直鹩τ没贔砑虯软件的数值风洞方法分析了两个建筑物所组成的建筑群间的干扰效应,研究结果表明:①高层建筑间的静力干扰效应主要表现为遮挡效应,但是当两个建筑物间产生狭缝效应时,受扰建筑的平均风荷载也会有所增大;另外两个建筑物间的相对距离越近,静力干扰效应就越明显;不同的风速条件下,静力干扰效应分布图的轮廓形状基本相似。②高层建筑间的顺风向动力干扰效应在两个建筑物相对距离较近时,主要表现为增大效应;随着建筑物之间的相对距离逐渐增大,顺风向动力干扰效应逐渐减小;当动力干扰效应表现为增大效应时,嗟孛蔡跫卤菵类地貌条件下动力干扰效应更为严重;另外,在不同的风速条件下,