文档介绍：本文首先选取刑标准低矮建筑模型为对象,以德州理工大学风工程研究场地试验室械男探ㄖP统〉厥匝樽魑2慰迹⒘艘猿摘要验提供一定的补充。针对四种基本体型的膜结构——鞍形,伞形、脊谷式和拱支基于计算流体动力学姆绻こ淌的D饧际与风洞试验研究、理论模型和分析、现场测试一起构成建筑结构抗风的主要研究手段。近二十年来,伴随着计算机软硬件技术的迅速提升,数值模拟技术以其显著的优势和展现出的良好前景在结构风工程领域的研究中引起了越来越多的关注,并承担起越来越重要的角色。与此同时,目前利用数值模拟技术计算处在大气边界层底层呈现高度湍流特征的钝体建筑结构绕流流场,还存在诸多困难。膜结构由于其自重轻、建筑造型优美而得到广大建筑师的青睐。膜结构是一种柔性结构,对风荷载的作用十分敏感,在结构设计中风荷载往往起到控制作用。由于膜结构的体型复杂,而各国荷载规范所能提供的风载体型系数又十分有限,国内外一般都通过风洞试验的方法来确定体型系数,但目前各种形态的膜结构风洞试验开展得还极为有限,不足以进行规律性的研究。同时考虑到现阶段计算机硬件资源条件的限制,本文的研究工作依托软件平台,围绕着基于雷诺平均模拟方法的膜结构的风场数值模拟进行。地实测风场数据作为来流边界条件的实尺度数值模型,通过计算结果与实测数据及风洞试验结果的比较,考察数值模拟中的各种影响因素及其作用。得出结论认为:钝体绕流数值模拟中影响计算结果精度的因素众多,包括湍流模型、对流项差分格式、近壁面网格尺度、网格布置形式,以及流域设置等。在这些影响因素中,湍流模型对计算结果起主要影响。在基于方法的湍流模型中,雷诺应力模型模型诟呃着凳厶迦屏魇的D庵性げ饨峁喽越虾茫钝体迎风面流动出现分离的尖锐棱边处可以给出合理的湍动能分布形态。本文第二部分采用从有限元计算中提取膜结构几何模型并将其导入流体域,然后再划分网格的方法建立膜结构绕流的流体计算模型,进而实现了对膜结构绕流流场的数值模拟。数值模拟可以同时提供开敞式膜结构上表面和下表面的风压分布,解决了风洞试验中难以做到的膜结构上、下表面同步测压问题,为风洞试式进行了刚性模型绕流风场的数值模拟,分析了不同风向、不同高跨比等因素对膜面风压分布的影响,并给出了相应的膜面风压系数等值线分布图供工程设计参本文第三部分参照有关风洞试验进行了双支帐篷式膜结构风场的数值模拟。考。
结合工程设计需要,详细地探讨了帐篷膜结构的整体升力及膜面局部风压最值随风向角的变化情况,给出了最不利风向角的范围。建议针对上述不利风向角,给本文最后一部分进行了充气膜结构风场的数值模拟。根据充气膜结构的特点,编制专门的非线性有限元程序完成充气膜初始形状的找形。数值模拟筒状充气膜结构的绕流流场,探讨了高度、高跨比及有无加劲索对筒状充气膜膜面风压分布的影响。对于飞碟形气囊式充气膜结构,数值预测的膜面风压分布与理论分析的结论一致,进一步证明了数值模拟的可行性。关键词:湍流,张拉膜结构,充气膜结构,风洞试验,计算风工程,雷诺平均模型,ㄖP停呓缣跫缪狗植出帐篷膜结构的分块体型系数供设计参考。摘要Ⅱ
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学位论文作者签名:旁壤屠学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。动年经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。指导教师签名:学位论文作者签名:年月日
签名:殷惠君同济大学学位论文原创性声明研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任年本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集由本人承担。
第滦髀课题研究的背景和意义风工程是研究大气边界层内的风与人类在地球表面的活动及所创造的物体之间的相互作用,是空气动力学与气象学、气候学、结构动力学、建筑工程、桥梁工程、能源工程、车辆工程和环保工程等相互渗透和相互促进而形成的一门边缘科学氐萝埃。风工程研究的内容广泛,结构风工程的研究内容重点放在风对建筑物与构筑物的作用上,。现